KR101307958B1

KR101307958B1 - 환봉재의 양단면 가공 방법

Info

Publication number: KR101307958B1
Application number: KR1020137007739A
Authority: KR
Inventors: 유지 오카무라; 요스케 마키노
Original assignee: 니탄 밸브 가부시키가이샤
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2013-09-12
Also published as: US8882566B2; EP2700472A4; TWI511837B; JP5260812B1; TW201341117A; PL2700472T3; CN103547413B; EP2700472A1; JPWO2013171845A1; CN103547413A; US20140227946A1; EP2700472B1; WO2013171845A1

Abstract

환봉재의 양단면의 모따기 가공과 절단을 일련의 작업으로 효율적으로 행할 수 있는 환봉재의 양단면 가공 방법을 제공한다.
소정의 가공 위치에 이송하여 회전하고 있는 긴 환봉재(10a)의 주면에 숫돌(5)을 회전시키면서 맞닿게 하고, 이 숫돌(5)을 또한 긴 환봉재(10a)의 축심을 향하여 이동시키면서 상기 축심을 따라 이동시켜 일단면측의 모따기 가공을 시행하고, 이어서 숫돌(5)을 긴 환봉재(10a)의 축심을 향하여 이동시킴으로써 타단면측의 모따기와 절단을 행하는 절단·모따기 가공을 시행하고, 절단된 환봉재를 취출한 후, 상기 가공을 반복하여 시행한다.

Description

환봉재의 양단면 가공 방법{METHOD OF MACHINING OPPOSITE ENDS OF ROD MATERIAL}

본 발명은 환봉재의 양단면을 숫돌로 가공하는 방법에 관한 것이다.

종래, 환봉재의 양단면을 숫돌로 가공하는 경우에는, 한 쌍의 협지 롤러로 환봉재를 협지함과 아울러, 환봉재를 회전시켜 숫돌측으로 슬라이드시키고, 환봉재의 단면을 숫돌의 측면에 압압시켜 행하고 있다(특허문헌 1 참조).

일본 공개특허공보 2005-14130호

상기 서술한 종래의 가공 방법에서는, 환봉재를 가공 후의 길이에 맞추어 미리 절단해 놓을 필요가 있고, 또, 단면의 가공도 한면씩밖에 할 수 없었다. 이 때문에, 종래에 있어서, 양단면을 가공한 소정 길이의 환봉재를 얻기 위해서는, 절단 공정과 각 단면의 가공 공정을 각각 따로 해야하므로, 가공 시간이 길어져, 작업 효율이 떨어진다는 문제가 있었다. 또, 각 공정별 설비가 필요하므로, 설비비가 고액이 됨과 아울러, 설비의 점유 면적도 큰 것이 된다는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제를 해소한 환봉재의 양단면을 숫돌로 가공하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 환봉재의 양단면 가공 방법은, 소정의 가공 위치에 긴 환봉재를 이송하고, 이 가공 위치에 이송한 긴 환봉재에 대하여 숫돌에 의해, 일단면측을 모따기하고, 이어서 타단면측을 모따기함과 아울러 절단하고, 가공 종료 후의 환봉재는 소정 위치로부터 취출하는 한편, 상기 타면측이 모따기 가공된 긴형상 환봉재를 소정의 가공 위치에 이송하여, 상기 서술한 각 가공을 순차적으로 반복하여 시행하는 것이다. 보다 구체적으로는, 소정의 가공 위치에 이송하여 회전시키고 있는 긴 환봉재에 대하여, 원반형상의 숫돌을 회전시키면서 긴 환봉재의 축심을 향하여 이동시키면서 상기 축심을 따라 이동함으로써 상기 긴 환봉재의 주면을 숫돌 주면의 일면측에서 테이퍼형상으로 모따기하고, 이 모따기 단부가 소정 길이의 직경이 된 곳에서 모따기 공정을 종료하고, 이어서 숫돌을 긴 환봉재의 축심을 향하여 이동시키고, 숫돌 주면에서 긴 환봉재의 테이퍼면 단부를 절단함과 아울러, 숫돌의 타면측의 평면 인접 부분의 형상을 따른 모따기 가공을 상기 환봉재의 절단부에 있어서의 테이퍼면측과는 반대측에 시행하는 절단·모따기 공정을 행하는 것이다.

상기 절단·모따기 가공은 상기 숫돌을 상기 긴 환봉재의 축심 방향으로 이동시켜, 상기 숫돌의 주면을 상기 긴 환봉재의 테이퍼면으로부터 약간 떨어진 위치에 맞닿게 하고, 상기 숫돌을 상기 테이퍼면측으로 이동시키면서 상기 긴 환봉재의 축심을 향하여 약간 이동시켜 황삭을 시행하고, 다음에, 상기 숫돌을 상기 축심을 향하여 더욱 이동시켜, 상기 긴 환봉재를 절단함과 아울러, 이 절단부에 있어서의 상기 테이퍼면측과는 반대측에 상기 숫돌의 상기 타면측의 형상을 따른 모따기 가공을 하는 마무리 연삭을 시행하면 적합하다.

사용하는 숫돌의 형상으로서는, 예를 들면, 원반형상이며, 단면 곡면형상의 주면에 대한 일면측은 평면이며, 타면측은 주면 인접 부분은 평면이며 이 평면에 이어져 중심을 향하여 서서히 두꺼워지는 곡면형상으로 형성된 것을 들 수 있다. 이 형상의 숫돌을 사용하면, 절단시에 모따기되는 면은 곡면형상이 된다. 그리고, 숫돌의 형상을 적당히 설정함으로써, 각종 형상의 모따기 가공을 행할 수 있다.

본 발명에 따른 환봉재의 양단면 가공 방법에 의하면, 환봉재의 양단면의 모따기 가공과 절단을 일련의 작업으로 효율적으로 행할 수 있다. 또, 절단 가공과 절단 단의 일면측의 모따기 가공을 동시에 행함으로써, 가공 공정이 생략되므로, 가공 설비를 삭감할 수 있어, 설비비의 억제와 공간 절약화를 실현할 수 있고, 또한 가공 리드 타임이 단축되어, 중간 가공중인 제품을 없앨 수 있다.

도 1은 가공 장치를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 2는 숫돌의 주요부를 나타내는 확대 단면도.
도 3은 가공 공정을 나타내는 설명도.
도 4는 양단면 가공이 종료된 환봉재를 나타내는 평면도.

이하, 본 발명의 적합한 실시예로서, 환봉재를 자동차의 엔진 밸브의 재료로 하기 위해서 행하는 양단면 가공 방법의 일례를 설명한다. 자동차의 엔진 밸브는 단조에 의해 제조되는데, 업세터에 의한 1차 성형품의 가공을 행할 때에, 상기 환봉재는 미리 설정된 소정 길이로 절단되고, 업세트측의 일단면은 단조 성형시의 우산부 바닥면의 주름 등의 불량 방지를 위해서 곡면형상으로 모따기되고, 타단면은 금형 삽입시에 걸리지 않도록 테이퍼형상으로 모따기된다. 본 실시예는 이 환봉재의 양단면의 모따기 가공을 긴형상 환봉재에 시행하는 방법에 관련한 것이다.

우선, 이 가공 방법을 설명하기 전에, 본 실시예에 사용하는 가공 장치의 개략을 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 가공 장치(1)는 선단부에 콜릿 척 등의 파지 부재(2)를 구비한 주축(3)과, 한 쌍의 롤러 등의 협지 부재(4a, 4b)와, 숫돌(5)을 구비한 숫돌대(6)와, 위치 결정 부재(7)와, 가치대(8)를 구비하고 있다.

주축(3)은 회전 가능하게 지지되고, 후단부로부터 가공 대상인 긴 환봉재(10a)를 삽입하여, 파지 부재(2)로 파지하는 것으로, 도시하지 않는 모터 등의 회전 구동원에 의해, 후단측으로부터 보아 시계 방향으로 회전 가능하게 구성되어 있다. 한 쌍의 협지 부재(4a, 4b)는 긴 환봉재(10a)를 양측으로부터 끼우고 지지하는 것으로, 긴 환봉재(10a)의 회전에 종동하기 위해서 유전(游轉) 가능하게 구성되고, 또, 일방의 협지 부재(4a)는 타방의 협지 부재(4b)에 대하여 접리 가능하게 구성되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이 숫돌(5)은 원반형상이며, 단면 곡면형상의 주면(5a)에 대한 일면측은 평면이며, 타면측은 그 주면 인접부는 평면이며, 이 평면으로부터 서서히 두꺼워지는 곡면(5b)을 구비하고 있다. 이 숫돌(5)은 주축(3)의 회전 방향과는 반대 방향으로 회전 가능함과 아울러, 협지 부재(4a, 4b)의 축 방향(이하 X방향이라고 함) 및 협지 부재(4a, 4b)와의 접리 방향(이하 Y방향이라고 함)으로 이동 가능하다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 주축(3)의 후단으로부터 삽입된 긴 환봉재(10a)의 선단이 부딪히는 위치 결정 부재(7)는 긴 환봉재(10a)의 선단에 대한 접리 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 이 위치 결정 부재(7)의 위치를 조정함으로써 절단 후의 환봉재(10)의 길이를 결정한다.

계속해서, 가공 방법에 대해서 도 3에 기초하여 설명한다. 우선, 긴 환봉재(10a)를 도시하지 않는 저장부로부터 반송하고, 주축(3)의 후단부로부터 삽입하여 선단측으로 이송함으로써, 긴 환봉재(10a)의 선단을 위치 결정 부재(7)에 맞닿게 하여 위치 결정한다. 위치 결정 부재(7)의 맞닿음면의 위치는 절단 후의 환봉재(10)의 길이에 따라 미리 조정한다. 위치 결정된 긴 환봉재(10a)는 한 쌍의 협지 부재(4a, 4b)로 양측으로부터 협지됨과 아울러, 파지 부재(2)로 파지되어, 축심이 항상 소정 위치에 있는 세트 상태가 된다(도 1 참조).

이 세트 상태로 주축(3)을 소정 방향으로 회전시키고, 긴 환봉재(10a)를 동일 방향으로 회전시킨다. 또, 숫돌(5)을 소정 방향으로 회전시킴과 아울러 X, Y방향으로 이동시켜, 긴 환봉재(10a)의 소정 위치에 대응시키고, 숫돌(5)의 주면(5a)을 긴 환봉재(10a)의 주면에 맞닿게 하여 연삭 가공을 개시한다(도 3a). 이 연삭 가공은 긴 환봉재(10a)의 주면을 주축(3)측을 소직경으로 하는 테이퍼형상으로 모따기하는 일단면의 테이퍼 모따기 가공이다. 숫돌(5)을 X, Y방향으로 적당히 이동시킴으로써, 테이퍼면을 형성해간다(도 3b). 이 때, 숫돌(5)은 도 3 위, 우측 비스듬히 하방향을 향하여 이동하게 된다. 그리고, 가공 부분의 최소직경부분이 소정의 굵기가 된 곳에서, 숫돌(5)의 주면(5a)을 긴 환봉재(10a) 주면으로부터 이반하여, 테이퍼 모따기 가공을 종료한다(도 3c).

다음에, 절단·곡면 모따기 가공을 행한다. 숫돌(5)을 X, Y방향으로 이동시켜, 다시, 숫돌(5)의 주면을 긴 환봉재(10a)의 테이퍼면으로부터 약간 주축(3)측으로 맞닿게 하고, 숫돌(5)을 위치 결정 부재(7)를 향한 X방향으로 이동시키면서 축심을 향한 Y방향으로 약간 이동시킨다(도 3d). 이 때, 숫돌(5)은 도 3 위, 좌측 비스듬히 하방향을 향하여 이동하게 되고, 이 비스듬한 슬릿에 의해 곡면형상면을 얻기 위한 황삭이 이루어진다. 다음에, 숫돌(5)을 축심을 향한 Y방향으로 더욱 이동시켜, 긴 환봉재(10a)를 절단함과 아울러, 숫돌(5)의 곡면(5b)으로 절단 단의 주축(3)측을 곡면형상으로 모따기 가공하는 마무리 연삭을 행하고, 절단·곡면 모따기 가공을 종료한다(도 3e). 이와 같이, 곡면 모따기 가공을 황삭과 마무리 연삭의 2단계의 연삭으로 행함으로써, 숫돌(5)의 국부적 부하를 경감하고, 숫돌(5)의 수명을 연장시킬 수 있다.

절단된 환봉재(10)는 협지 부재(4a)를 이반 방향으로 회전하여 한 쌍의 협지 부재(4a, 4b)에 의한 협지 상태를 해제하고, 도시하지 않는 로더 등의 반송 수단으로 유지하여, 가치대(8)에 이송한다. 이 최초의 가공에 있어서 얻어지는 환봉재(10)는 절단면인 일단면은 테이퍼 가공되어 있지만, 위치 결정 부재(7)에 맞닿아 있던 타단면은 미가공이다.

환봉재(10)가 가치대(8)에 이송된 후에, 파지 부재(2)에 의한 파지 상태를 해제하고, 선단면이 곡면 모따기된 긴 환봉재(10a)를 위치 결정 부재(7) 방향으로 이송하고, 곡면 모따기 단을 위치 결정 부재(7)에 맞닿게 하여 위치 결정한다. 그리고, 상기 서술한 테이퍼 모따기 가공과 절단·곡면 모따기 가공을 다시 순차적으로 시행함으로써, 도 4에 나타내는 일단면이 테이퍼면이며 타단면이 곡면의 소정 길이로 절단된 환봉재(10)를 얻을 수 있다. 이와 같이, 긴 환봉재(10a)를 소정의 가공 위치에 이송하여, 상기 서술한 테이퍼 모따기 가공과 절단·곡면 모따기 가공을 반복하여 행함으로써, 양단면이 모따기 가공된 소정 길이의 환봉재(10)를 연속적으로 다수 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 서술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 양단면의 모따기의 형상은 테이퍼형상과 곡면형상에 한정되지 않고, 양쪽 모따기 형상이 동일해도 되는 등, 여러가지로 변경 가능하다. 그리고, 이 모따기 형상에 적합하도록 숫돌(5)의 형상도 변경된다.

1…가공 장치
2…파지 부재
3…주축
4a, 4b…협지 부재
5…숫돌
7…위치 결정 부재
8…가치대
10…환봉재
10a…긴 환봉재

Claims

긴 환봉재를 소정의 가공 위치에 이송하고, 가공 위치에서 회전하고 있는 상기 긴 환봉재의 주면에 숫돌을 회전시키면서 맞닿게 하고, 상기 숫돌을 또한 상기 긴 환봉재의 축심을 향하여 이동시키면서 상기 축심을 따라 이동시켜 일단면측의 모따기 가공을 이루고, 다음에, 상기 숫돌을 상기 긴 환봉재의 소정 위치에서 축심을 향하여 이동시킴으로써 타단면측의 모따기와 절단을 행하는 절단·모따기 가공을 이루고, 절단한 환봉재를 가공 위치로부터 취출한 후, 절단 단이 모따기된 상기 긴 환봉재를 소정의 가공 위치에 이송하여, 상기 가공을 반복하는 것을 특징으로 하는 환봉재의 양단면 가공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 모따기 가공은 소정의 가공 위치에서 회전하고 있는 긴 환봉재에 대하여, 원반형상의 숫돌을 회전시키면서 상기 긴 환봉재의 축심을 향하여 이동시키면서 상기 축심을 따라 이동함으로써 상기 긴 환봉재의 주면을 상기 숫돌 주면의 일면측에서 테이퍼형상으로 모따기하고, 이 모따기 단부가 소정 길이의 직경이 된 곳에서 종료하고, 상기 절단·모따기 가공은 상기 숫돌을 상기 긴 환봉재의 축심을 향하여 이동시키고, 상기 숫돌 주면에서 긴 환봉재의 테이퍼면 단의 최소직경부를 절단함과 아울러, 상기 숫돌의 타면측의 형상을 따른 모따기 가공을 상기 긴 환봉재의 절단부에 있어서의 테이퍼면측과는 반대측에 시행하는 것을 특징으로 하는 환봉재의 양단면 가공 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 절단·모따기 가공은 상기 숫돌을 상기 긴 환봉재의 축심 방향으로 이동시켜, 상기 숫돌의 주면을 상기 긴 환봉재의 테이퍼면으로부터 약간 떨어진 위치에 맞닿게 하고, 상기 숫돌을 상기 테이퍼면측으로 이동시키면서 상기 긴 환봉재의 축심을 향하여 약간 이동시켜 황삭을 시행하고, 다음에, 상기 숫돌을 상기 축심을 향하여 더욱 이동시켜, 상기 긴 환봉재를 절단함과 아울러, 이 절단부에 있어서의 상기 테이퍼면측과는 반대측에 상기 숫돌의 상기 타면측의 형상을 따른 모따기 가공을 하는 마무리 연삭을 시행하는 것을 특징으로 하는 환봉재의 양단면 가공 방법.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 숫돌은 원반형상이며, 주면이 단면 곡면형상이며, 상기 주면에 대한 일면측은 평면이며, 타면측은 주면 인접 부분이 평면이며, 이 평면에 이어져 중심을 향하여 서서히 두꺼워지는 곡면형상으로 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 환봉재의 양단면 가공 방법.