KR101275138B1 - 선박엔진용 크랭크축의 다중 플랜지형 저어널 제조 방법 및 그의 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 플랜지형 저어널의 단조 과정에 대한 공정의 개선을 통해 기계 가공시 제거되는 부위가 최소화될 수 있도록 하고, 이로 인한 제조 시간의 단축 및 제조 단가의 절감을 이룰 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 선박엔진용 크랭크축의 다중 플랜지형 저어널 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 원소재인 잉곳(ingot)을 가열하는 잉곳 가열단계; 상기 가열된 잉곳을 업셋팅하는 1차 업셋팅단계; 상기 1차 업셋팅단계를 통해 얻은 성형품을 코깅하여 상기 성형품의 중앙에 중앙부 플랜지가 형성되도록 함과 동시에 상기 중앙부 플랜지의 양측으로는 중앙부 플랜지에 비해 직경이 작은 소경부가 각각 형성되도록 하는 코깅단계; 상기 코깅단계를 통해 코깅된 성형품의 양측 소경부 중 어느 한 측의 소경부를 업셋팅하여 상기 중앙부 플랜지와 이격되는 끝단부 플랜지를 성형하는 2차 업셋팅단계; 그리고, 상기 2차 업셋팅단계가 완료된 성형품을 기계 가공하여 외관 치수를 맞추는 기계 가공단계:를 포함하여 진행됨을 특징으로 하는 선박엔진용 크랭크축의 다중 플랜지형 저어널 제조 방법이 제공된다.

Description

선박엔진용 크랭크축의 다중 플랜지형 저어널 제조 방법 및 그의 제조 장치{multi-flange type journal of crankshaft}

본 발명은 선박엔진 부품인 저어널에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 다중 플랜지 구조를 갖는 저어널의 제조 방법 및 이를 위한 제조 장치에 관한 것이다.

일반적으로 크랭크축은 선박엔진에서 발생된 운동에너지를 선미에 위치된 프로펠러로 전달하는 구성으로써, 크게 일체형과 조립형으로 구분된다.

상기 일체형 크랭크축의 경우는 주로 소형 엔진에 적용되고 있으며, 저어널과 아암 및 핀이 하나의 단조품으로부터 제작된다.

반면, 상기 조립형 크랭크축의 경우는 크랭크 아암과 크랭크 핀으로 이루어진 크랭크 스로우를 제작하고, 크랭크 저어널을 별개로 만들어 이들을 열박음으로 억지끼워맞춤하여 제작된다.

여기서, 상기 저어널은 엔진타입과, 크랭크축에서의 조립 위치에 따라 형상이 다양하며, 통상 메인 저어널과 끝단용 저어널로 구분된다.

상기 메인 저어널은 크랭크축의 크랭크 스로우들을 서로 연결하기 위한 저어널이고, 상기 끝단용 저어널은 상기 크랭크축의 끝단부에 위치하는 저어널이다.

특히, 상기한 각 저어널 중 끝단용 저어널과 같은 다중 플랜지형 저어널(10)의 경우는 첨부된 도 1 및 도 2와 같이 결합 샤프트(11)와, 중앙부 플랜지(12) 및 끝단부 플랜지(13)와, 저어널 샤프트(14)를 포함하는 구조로 형성된다. 물론, 상기 메인 저어널도 다중 플랜지형으로 형성되기도 한다.

이와 같은 다중 플랜지형 저어널(10)은 통상 고온으로 가열된 잉곳(ingot)을 업셋팅, 코깅 등의 변형단계를 거쳐 첨부된 도 3 및 도 4와 같은 성형품(20)을 얻고, 이를 공기중에서 냉각하며, NT(Normalizing+Tempering) 열처리를 거친 후 황삭 및 정삭을 통해 첨부된 도 1 및 도 2의 형상을 갖도록 제조된다.

그러나, 전술한 바와 같은 다중 플랜지형 저어널(10)의 제조 방법은 첨부된 도 3 및 도 4와 같이 성형품(20)을 단조하여 단일의 대경부(20a) 및 소경부(20b)를 형성한 후 상기 대경부(20a)를 기계 가공하여 중앙부 플랜지(12) 및 끝단부 플랜지(13)를 성형하기 때문에 상기 기계 가공시 제거되는 양이 많아 소재의 손실이 클 뿐 아니라 기계 가공 시간의 증가로 인한 제조 단가의 상승이 야기되는 문제점을 가지고 있다.

뿐만 아니라, 상기한 성형품(20)을 이루는 대경부(20a)의 구조로 인해 그의 열처리를 위한 체적이 크기 때문에 열처리시 가열시간이 길어진다는 단점을 가질 뿐 아니라, 이로 인한 전력 소모량의 증가가 야기되는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 다중 플랜지형 저어널의 단조 과정에 대한 공정의 개선을 통해 기계 가공시 제거되는 부위가 최소화될 수 있도록 하고, 이로 인한 제조 시간의 단축 및 제조 단가의 절감을 이룰 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 선박엔진용 크랭크축의 다중 플랜지형 저어널 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선박엔진용 크랭크축의 다중 플랜지형 저어널 제조 방법에 따르면 원소재인 잉곳(ingot)을 가열하는 잉곳 가열단계; 상기 가열된 잉곳을 업셋팅하는 1차 업셋팅단계; 상기 1차 업셋팅단계를 통해 얻은 성형품을 코깅하여 상기 성형품의 중앙에 중앙부 플랜지가 형성되도록 함과 동시에 상기 중앙부 플랜지의 양측으로는 중앙부 플랜지에 비해 직경이 작은 소경부가 각각 형성되도록 하는 코깅단계; 상기 코깅단계를 통해 코깅된 성형품의 양측 소경부 중 어느 한 측의 소경부를 업셋팅하여 상기 중앙부 플랜지와 이격되는 끝단부 플랜지를 성형하는 2차 업셋팅단계; 그리고, 상기 2차 업셋팅단계가 완료된 성형품을 기계 가공하여 외관 치수를 맞추는 기계 가공단계:를 포함하여 진행됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 코깅단계는 상기 1차 업셋팅된 성형품을 코깅하여 그의 직경은 줄어듬과 동시에 길이는 늘어난 원주(圓柱) 형상으로 가공하는 1차 코깅단계와, 상기 1차 코깅된 성형품을 재코깅하여 상기 성형품의 중앙에 형성되는 중앙부 플랜지의 양 측으로 소경부가 각각 형성되도록 하는 2차 코깅단계를 포함하여 진행됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 코깅단계의 수행 후 상기 2차 업셋팅단계가 수행되기 전에 상기 코깅이 완료된 성형품의 양 끝단 일부를 각각 절단하여 제거하는 절단단계가 더 포함되어 진행됨을 특징으로 한다.

그리고, 상기한 목적을 달성하기 위한 크랭크축용 다중 플랜지형 저어널의 다중 플랜지 제조 장치에 따르면 몸체를 이루면서 상면 중앙으로는 코깅단계를 통해 코깅된 성형품의 어느 한 측 소경부가 수용되는 하형받침과, 상기 하형받침의 상단을 이룸과 더불어 상기 하형받침에 비해 확장된 직경을 갖는 하형판과, 상기 하형판의 상면에 각각 구비되면서 이격 높이를 결정하는 이격블록을 포함하는 하부 금형부; 상기 하부 금형부를 이루는 각 이격블록의 상면에 얹히며, 상기 성형품의 각 부위 중 중앙부 플랜지와 끝단부 플랜지 사이를 이루는 부위에 대한 직경 및 길이 변화를 방지하면서 성형품의 각 부위 중 상대적으로 길이가 긴 측의 소경부에 대한 직경 및 길이 변화를 유도하는 분할 금형부; 그리고, 상기 성형품의 각 부위 중 상대적으로 길이가 긴 측의 소경부를 업셋팅하는 업셋팅 금형부:를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 하부 금형부를 이루는 하형받침과 하형판 및 이격블럭은 각각 개별적으로 제조되어 서로 결합됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 분할 금형부는 상기 성형품을 이루는 소경부의 외주면을 감싸는 링 형상으로 형성됨과 더불어 복수로 분할되게 형성된 분할링과, 상기 분할링의 외주면을 감싸면서 그 이탈을 방지하는 이탈 방지링을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이와 함께, 상기 분할링의 외주면 및 이에 대응되는 상기 이탈 방지링의 내주면은 저부로 갈수록 점차 직경이 줄어들도록 경사지게 형성됨을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명의 선박엔진용 크랭크축의 다중 플랜지형 저어널 제조 장치 및 이를 이용한 제조 방법에 의해 기계 가공이 수행되기 전까지 완성되는 성형품의 형상이 다중 플랜지형 저어널의 실질적인 치수와 거의 유사한 크기로 단조되기 때문에 기계 가공시 제거되는 소재의 양을 현저히 저감할 수 있을 뿐 아니라 기계 가공 및 열처리에 투입되는 시간과 비용을 절감할 수 있다는 효과를 가진다.

뿐만 아니라, 최종 성형된 성형품의 단련비가 높기 때문에 미세 조직의 치밀화를 이룰 수 있게 되며, 이로 인한 내부 결함이 방지되어 제품의 신뢰성이 향상될 수 있다는 효과를 가진다.

또한, 본 발명의 선박엔진용 크랭크축의 다중 플랜지형 저어널 제조 장치를 이루는 2차 업셋팅 장치는 그의 구조상 단순화를 이룰 수 있게 됨과 더불어 소형화가 가능하여 제조 단가의 저감을 이룰 수 있을 뿐 아니라 간단한 공정에 의한 작업이 가능하다는 효과를 가진다.

도 1은 일반적인 다중 플랜지형 저어널을 설명하기 위해 나타낸 외관 사시도
도 2는 일반적인 다중 플랜지형 저어널을 설명하기 위해 나타낸 요부 단면도
도 3 및 도 4는 일반적인 다중 플랜지형 저어널의 제조 과정 중 기계 가공이 이루어지기 전의 성형품 상태를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 플랜지형 저어널 제조 장치를 개략적으로 나타낸 블록도
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다중 플랜지형 저어널의 제조 과정 중 기계 가공이 이루어지기 전의 성형품 상태를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다중 플랜지형 저어널 제조 장치 중 2차 업셋팅 장치를 설명하기 위해 나타낸 단면도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 다중 플랜지형 저어널 제조 장치 중 2차 업셋팅 장치를 설명하기 위해 나타낸 분해 사시도
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 다중 플랜지형 저어널의 제조 과정을 설명하기 위해 나타낸 순서도
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 다중 플랜지형 저어널의 제조 과정에 따른 성형품의 가공 상태를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 다중 플랜지형 저어널의 제조 과정 중 2차 업셋팅 장치에 의한 2차 업셋팅 과정을 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 다중 플랜지형 저어널의 제조 과정 중 2차 업셋팅 장치에 의한 2차 업셋팅이 완료되어 성형품을 분리하는 과정을 설명하기 위해 나타낸 상태도

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박엔진용 크랭크축의 다중 플랜지형 저어널 제조 장치 및 이를 이용한 제조 방법에 대하여 첨부된 도 5 내지 도 14를 참조하여 설명하도록 한다.

실시예의 설명에 앞서 본 발명에서 제시되는 선박엔진용 크랭크축의 다중 플랜지형 저어널은 상기 크랭크축의 끝단에 위치되는 끝단용 저어널을 그 예로 한다.

물론, 상기한 다중 플랜지형 저어널은 통상의 메인 저어널이 될 수도 있다.

상기 끝단용 저어널로 사용되는 다중 플랜지형 저어널(10)은 중앙부 플랜지(12) 및 끝단부 플랜지(13) 등 둘 이상의 플랜지를 동시에 갖는 저어널이며, 이에 대한 구조는 종래 기술로 설명된 도 1 및 도 2와 같다.

이때, 상기 중앙부 플랜지(12)의 일측 및 타측은 상기 각 플랜지(12,13)에 비해 작은 직경을 갖는 소경부로 각각 형성되며, 상기 두 소경부 중 상기 중앙부 플랜지(12)의 일측과 끝단부 플랜지(13) 사이에 위치되는 소경부는 상기 두 플랜지(12,13) 간을 연결하는 저어널 샤프트(14)로 구성되고, 상기 중앙부 플랜지(12)의 타측에 위치되는 소경부는 크랭크스로우(도시는 생략됨)에 결합되는 결합 샤프트(11)로 제공된다.

첨부된 도 5에서는 본 발명의 실시예에 따른 다중 플랜지형 저어널 제조 장치를 개략적으로 나타낸 블록도가 도시되어 있다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 다중 플랜지형 저어널 제조 장비는 크게 가열 장치(100)와, 1차 업셋팅 장치(200)와, 1차 코깅 장치(300)와, 2차 코깅 장치(400)와, 절단 장치(500)와, 2차 업셋팅 장치(600)와, 기계 가공 장치(700)를 포함하여 구성된다.

상기 가열 장치(100)는 원소재인 잉곳(1)을 가열하는 장치로써, 상기 잉곳(1)에 대한 업셋팅이 원활히 이루어질 수 있을 정도의 온도로 가열하는 역할을 하고, 상기 1차 업셋팅 장치(200)는 상기 가열된 잉곳(1)을 업셋팅하여 상기 잉곳(1)의 조직을 조밀화하는 역할을 한다. 이때, 상기 가열 장치(100)는 상기 1차 업셋팅 장치(200)와 함께 단일의 장치로 구성될 수도 있고, 서로 개별적인 장치로 구성될 수도 있다.

그리고, 상기 1차 코깅 장치(300)는 상기 잉곳(1)을 1차 업셋팅하여 만들어진 성형품(30)을 원주(圓柱) 형상으로 가공하는 장치이고, 상기 2차 코깅 장치(400)는 상기 1차 코깅된 성형품(30)을 재가공하여 첨부된 도 6 및 도 7과 같이 상기 성형품(30)의 중앙측 부위에 대경부(大俓部)(32)(이하, “제1대경부”라 함)가 형성되도록 함과 더불어 상기 제1대경부(32)의 양 측으로는 소경부(小俓部)(31,34)가 형성되도록 가공하는 장치이며, 상기 절단 장치(500)는 상기 2차 코깅된 성형품(30)의 양 끝단 일부를 절단하는 장치이다. 이때, 상기 2차 코깅 장치(400)에 의해 형성된 제1대경부(32)는 중앙부 플랜지(12)를 형성하게 될 부위이다.

그리고, 상기 2차 업셋팅 장치(600)는 상기 양 끝단의 일부가 절단된 성형품(30)의 양측 소경부(31,34) 중 어느 한 측 소경부(이하, “제1소경부”라 함)(34)를 업셋팅하여 또 다른 대경부(33)(이하, “제2대경부”라 함)가 형성되도록 하는 장치이다. 상기 2차 업셋팅 장치에 의해 형성된 제2대경부(33)는 끝단부 플랜지(13)를 형성하게 될 부위이다.

이때, 상기 중앙부 플랜지(12)와 상기 끝단부 플랜지(13) 사이의 제1소경부(34)는 저어널 샤프트(14)를 형성하게 될 부위이고, 상기 성형품(30)의 2차 업셋팅이 이루어지지 않은 측의 소경부(이하, “제2소경부”라 함)(31)는 결합 샤프트(11)를 형성하게 될 부위이다.

첨부된 도 8 및 도 9는 상기 2차 업셋팅 장치(600)에 대한 본 발명의 실시예가 도시되고 있다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 2차 업셋팅 장치(600)는 첨부된 도 8에 도시된 바와 같이 하부 금형부(610)와, 분할 금형부(620) 및 업셋팅 금형부(630)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 하부 금형부(610)는 몸체를 이루면서 상면 중앙으로는 코깅단계를 통해 코깅된 성형품(30)의 제2소경부(31)가 수용되는 하형받침(611)과, 상기 하형받침(611)의 상단을 이룸과 더불어 상기 하형받침(611)에 비해 확장된 직경을 갖는 하형판(612)과, 상기 하형판(612)의 상면에 각각 구비되면서 이격 높이를 결정하는 이격블록(613)을 포함하여 구성된다. 이때, 하형받침(611)과 하형판(612) 및 이격블럭(613)은 각각 개별적으로 제조되어 서로 결합되도록 구성된다. 이는 첨부된 도 9에 도시한 바와 같다.

상기 분할 금형부(620)는 상기 하부 금형부(610)를 이루는 각 이격블록(613)의 상면에 얹히며, 상기 성형품(30)의 각 부위 중 제1대경부(32)와 제2대경부(33) 사이를 이루는 부위에 대한 직경 및 길이 변화를 방지하면서 성형품(30)의 각 부위 중 상대적으로 길이가 긴 측의 제1소경부(34)에 대한 직경 및 길이 변화를 유도하는 일련의 구성이다.

상기한 분할 금형부(620)는 상기 성형품(30)을 이루는 제1소경부 중 저어널 샤프트(14)가 형성될 부위의 외주면을 감싸는 링 형상으로 형성됨과 더불어 복수로 분할되게 형성된 분할링(621)과, 상기 분할링(621)의 외주면을 감싸면서 그 이탈을 방지하는 이탈 방지링(622)을 포함하여 구성됨으로써 제2대경부(33)의 형성이 완료된 후 제1대경부(32)와 제2대경부(33) 사이에서 원활히 제거될 수 있도록 한다.

특히, 상기 분할링(621)의 외주면 및 이에 대응되는 상기 이탈 방지링(622)의 내주면은 저부로 갈수록 점차 직경이 줄어들도록 경사지게 형성함으로써, 성형품(30)에 대한 업셋팅이 진행되는 도중 상기 분할링(621)과 이탈 방지링(622) 간의 탈거가 방지되도록 한다.

상기 업셋팅 금형부(630)는 상기 성형품(30)을 업셋팅하여 제2대경부(33)가 형성되도록 하는 금형이다.

그리고, 상기 기계 가공 장치(700)는 상기 각 장치들(100,200,300,400,500,600)에 의해 순차적으로 가공된 성형품(30)의 외관을 설정된 치수로 가공하는 장치이다. 상기한 기계 가공 장치(700)는 예컨대, 선반, 밀링, 연삭기, 머시닝 센터 등이 될 수 있다.

다음으로, 상기한 다중 플랜지형 저어널 제조 장치를 이용한 다중 플랜지형 저어널의 제조 과정에 대하여 첨부된 도 10의 순서도 내지 도 14의 상태도를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

먼저, 가열장치(100)를 통해 업셋팅의 원활한 진행을 위해 원소재인 잉곳(1)을 고온으로 가열하는 가열단계(S100)를 실시한 다음 1차 업셋팅 장치(200)를 이용하여 상기 가열된 잉곳(1)을 축 방향으로 가압하는 1차 업셋팅(upsetting) 단계(S200)를 실시한다.

이로 인해, 얻어진 성형품(30)은 축 방향으로 길이가 줄어듦과 동시에 직경은 커지며, 이와 함께 내부 조직은 더욱 조밀해 질 수 있게 된다.

그리고, 상기한 1차 업셋팅 단계(S200)가 완료되면 1차 코깅 장치(300)를 이용하여 상기 성형품(30)을 코깅하는 1차 코깅단계(S300)를 실시한다.

상기한 1차 코깅단계(S300)에서는 상기 성형품(30)의 직경을 전체적으로 줄어들도록 함과 더불어 길이는 늘어나도록 가공하며, 이로 인해 상기 성형품(30)은 전체적으로 동일한 직경을 갖는 원주(圓柱) 형상을 이루도록 성형된다.

이후, 2차 코깅 장치(400)에 의한 2차 코깅단계(S400)가 실시된다.

상기한 2차 코깅단계(S400)에서는 상기 1차 코깅된 성형품(30)을 코깅하여 상기 성형품(30)의 중앙에는 제1대경부(32)가 형성되도록 함과 동시에 상기 제1대경부(32)의 양 측으로는 상기 1차 코깅된 성형품(30)에 비해 더욱 직경이 줄어든 소경부(31,34)가 각각 형성되도록 한다. 이때, 상기 양 측 소경부(31,34) 중 제2소경부(34)는 그 반대측 소경부인 제1소경부(31)가 형성될 측에 비해 짧도록 형성된다.

그리고, 상기한 2차 코깅단계(S400)가 완료되면 상기 성형품(30)의 양 끝단 일부를 각각 절단하여 제거하는 절단단계(S500)를 실시한다.

이때, 상기 절단단계(S500)를 통해 절단되어 제거되는 부위는 잉곳(1)의 압탕부로써 잉곳(1)의 제조시 결함을 가지고 있거난 불순물이 함유된 부위임과 더불어 업셋팅이나 코깅 등의 가공이 실질적으로 이루어지지 않았거나 미약하게만 이루어진 부위로써, 조밀하지 못한 내부 조직을 가짐과 더불어 평탄하지 않은 면을 가지기 때문에 실질적으로 불필요한 부위이고, 이로 인해 절단 장치(500)를 이용하여 해당 부위를 각각 미리 제거하는 것이다. 물론, 상기한 절단단계는 실시예에서와 같이 2차 코깅단계(S500)의 실시 후 수행함이 가장 바람직하지만, 상황에 따라 2차 코깅단계를 수행하기 전에 실시될 수도 있고, 후술될 2차 업셋팅단계가 완료된 이후에 실시될 수도 있다.

그리고, 상기한 절단단계(S500)가 완료되어 불필요한 부분이 제거된 성형품(30)은 2차 업셋팅 장치(600)로 제공되며, 계속해서 2차 업셋팅단계(S600)가 실시하여 상기 2차 코깅단계(S400)를 통해 코깅된 성형품(30)의 양 측 소경부(31,34) 중 제1소경부(34)가 형성될 측을 업셋팅하여 제2대경부(33)를 형성한다.

첨부된 도 12 내지 도 14에서는 상기 2차 업셋팅 장치(600)를 이용한 2차 업셋팅 과정이 도시되고 있다.

이러한 2차 업셋팅 과정에서는 첨부된 도 9와 같이 하부 금형부(610)를 이루는 하형 받침(611) 내로 성형품(30)의 제2수용부(31)를 삽입하여 상기 성형품(30)의 제1대경부(32)가 하형판(612)에 얹히도록 하고, 계속해서 상기 하형판(612)의 상면에 이격블록(613)을 각각 설치한 후 분할 금형부(620)를 상기 성형품(30)의 제1소경부(34) 중 제1대경부(32) 상단 위치에 설치한다. 이후 업셋팅 금형부(630)를 이용하여 상기 성형품(30)을 업셋팅함으로써 제2대경부(33)가 형성되도록 함으로써 진행된다.

이때, 첨부된 도 13과 같이 상기 성형품(30)의 제1소경부(34) 중 상기 분할 금형부(620)가 설치된 부위는 상기 분할 금형부(620)에 의해 실질적인 형상의 변형(직경의 변형)이 이루어지지 않게 된다.

그리고, 상기한 2차 업셋팅단계(S600)가 완료되면 첨부된 도 14와 같이 하부 금형부(610)로부터 성형품(30)을 탈거함과 더불어 상기 성형품(30)에서 상기 분할 금형부(620)를 분리한다.

이때, 상기 분할 금형부(620)는 상기 제1소경부(34)를 감싸는 각 분할링(621)의 외주면으로부터 이탈 방지링(622)을 분리한 후 상기 각 분할링(621)을 상기 제1소경부(34)로부터 탈거시킴으로써 그 분리가 완료된다.

그리고, 상기와 같이 분할 금형부(620)로부터 분리된 성형품(30)의 외관을 기계 가공 장치(700)로 가공하는 기계 가공단계(S700)를 실시하여 정밀한 치수를 갖는 첨부된 도 1의 다중 플랜지형 저어널(끝단용 저어널)(10)을 형성한다.

이때, 성형품(30)의 제2소경부(31)는 상기 기계 가공에 의해 다중 플랜지형 저어널(10)의 결합 샤프트(11)를 형성하게 되고, 상기 성형품(30)의 제1대경부(32)는 상기 기계 가공에 의해 다중 플랜지형 저어널(10)의 중앙부 플랜지(12)를 형성하게 되며, 상기 성형품(30)의 제2대경부(33)는 상기 기계 가공에 의해 다중 플랜지형 저어널(10)의 끝단부 플랜지(13)를 형성하게 되고, 상기 성형품(30)의 제1소경부(34)는 상기 기계 가공에 의해 다중 플랜지형 저어널(10)의 저어널 샤프트(14)를 형성하게 된다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 다중 플랜지형 저어널의 제조 장치와 이를 이용한 다중 플랜지형 저어널의 제조 방법에 의해 저어널 샤프트(14)가 형성될 제1소경부(34)에 대한 불필요한 소재의 투입 손실을 최소화할 수 있게 되고, 또한 그 가공 시간을 단축시켜 전체적인 제조 단가의 저감을 이룰 수 있게 된다.

특히, 끝단부 플랜지(13)가 형성될 제2대경부(33)는 업셋팅 과정을 통해 단조되어 형성되기 때문에 해당 부위에 대한 내부 조직의 치밀화를 이룰 수 있게 된 장점 역시 추가로 가진다.

10. 다중 플랜지형 저어널 11. 결합 샤프트
12. 중앙부 플랜지 13. 끝단부 플랜지
14. 저어널 샤프트 30. 성형품
31. 제2소경부 32. 제1대경부
33. 제2대경부 34. 제1소경부
100. 가열장치 200. 1차 업셋팅 장치
300. 1차 코깅 장치 400. 2차 코깅 장치
500. 절단 장치 600. 2차 업셋팅 장치
610. 하부 금형부 611. 하형 받침
612. 하형판 613. 이격 블럭
620. 분할 금형부 621. 분할링
622. 이탈 방지링 630. 업셋팅 금형부
700. 기계 가공 장치

Claims (7)

1. 원소재인 잉곳(ingot)을 가열하는 잉곳 가열단계;
   상기 가열된 잉곳을 업셋팅하는 1차 업셋팅단계;
   상기 1차 업셋팅단계를 통해 얻은 성형품을 코깅하여 상기 성형품의 중앙에 중앙부 플랜지가 형성되도록 함과 동시에 상기 중앙부 플랜지의 양측으로는 중앙부 플랜지에 비해 직경이 작은 소경부가 각각 형성되도록 하는 코깅단계;
   상기 코깅단계를 통해 코깅된 성형품의 양측 소경부 중 어느 한 측의 소경부를 업셋팅하여 상기 중앙부 플랜지와 이격되는 끝단부 플랜지를 성형하는 2차 업셋팅단계; 그리고,
   상기 2차 업셋팅단계가 완료된 성형품을 기계 가공하여 외관 치수를 맞추는 기계 가공단계:를 포함하여 진행됨을 특징으로 하는 선박엔진용 크랭크축의 다중 플랜지형 저어널 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 코깅단계는
   상기 1차 업셋팅된 성형품을 코깅하여 그의 직경은 줄어듬과 동시에 길이는 늘어난 원주(圓柱) 형상으로 가공하는 1차 코깅단계와,
   상기 1차 코깅된 성형품을 재코깅하여 상기 성형품의 중앙에 형성되는 중앙부 플랜지의 양 측으로 소경부가 각각 형성되도록 하는 2차 코깅단계를 포함하여 진행됨을 특징으로 하는 선박엔진용 크랭크축의 다중 플랜지형 저어널 제조 방법.
3. 제 1 항 또는, 제 2 항에 있어서,
   상기 코깅단계의 수행 후 상기 2차 업셋팅단계가 수행되기 전에 상기 코깅이 완료된 성형품의 양 끝단 일부를 각각 절단하여 제거하는 절단단계가 더 포함되어 진행됨을 특징으로 하는 선박엔진용 크랭크축의 다중 플랜지형 저어널 제조 방법.
4. 중앙부 플랜지를 형성하기 위한 제1대경부를 기준으로 양 축방향측으로 제1소경부 및 제2소경부가 각각 돌출 형성된 성형품의 상기 제2소경부를 업셋팅하여 끝단부 플랜지를 형성하기 위한 제2대경부를 성형하는 장치에 있어서,
   몸체를 이루면서 상면 중앙으로는 코깅단계를 통해 코깅된 성형품의 제1소경부가 수용되는 하형받침과, 상기 하형받침의 상단을 이룸과 더불어 상기 하형받침에 비해 확장된 직경을 갖는 하형판과, 상기 하형판의 상면에 각각 구비되면서 이격 높이를 결정하는 이격블록을 포함하는 하부 금형부;
   상기 하부 금형부를 이루는 각 이격블록의 상면에 얹히며, 상기 성형품의 각 부위 중 중앙부 플랜지와 끝단부 플랜지 사이를 이루는 부위에 대한 직경 및 길이 변화를 방지하면서 성형품의 각 부위 중 제2소경부에 대한 직경 및 길이 변화를 유도하는 분할 금형부; 그리고,
   상기 성형품의 제2소경부를 업셋팅하는 업셋팅 금형부:를 포함하며,
   상기 분할 금형부는
   상기 성형품을 이루는 소경부의 외주면을 감싸는 링 형상으로 형성됨과 더불어 복수로 분할되게 형성된 분할링과, 상기 분할링의 외주면을 감싸면서 그 이탈을 방지하는 이탈 방지링을 포함하여 구성되고,
   상기 분할링의 외주면 및 이에 대응되는 상기 이탈 방지링의 내주면은 저부로 갈수록 점차 직경이 줄어들도록 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 크랭크축용 다중 플랜지형 저어널의 플랜지 업셋팅 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 하부 금형부를 이루는 하형받침과 하형판 및 이격블럭은 각각 개별적으로 제조되어 서로 결합됨을 특징으로 하는 크랭크축용 다중 플랜지형 저어널의 플랜지 업셋팅 장치.
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