KR101559213B1 - 축부재의 기어치 가공 방법 - Google Patents

Abstract

축부재에 대해 기어치의 형성을 위한 호빙 공정에서 호브 커터의 이동 경로를 축부재의 리드 끝단 지점에서 단차를 형성하는 방향으로 변경함으로써 치연마 공정에서 연마 공구의 떨림을 줄임과 동시에 연마 공구에 대한 손상을 방지하여 공구의 수명을 증진시킬 수 있는 축부재의 기어치 가공 방법을 개시한다.
전술한 축부재의 기어치 가공 방법은 축부재(10)의 표면에서 축방향으로 수평하게 호브 커터(12)를 이동시키는 제1단계, 상기 축부재(10)의 리드 끝단 지점(X)에서 상기 호브 커터(12)를 상기 축부재(10)의 중심방향으로 하향 이동시킴과 동시에 상기 호브 커터(12)를 상기 축부재(10)의 축방향으로 수평하게 이동시키는 제2단계, 및 상기 제2단계의 이후에 상기 축부재(10)에 대해 상기 호브 커터(12)를 외경방향으로 상향 이동시키는 제3단계를 포함한다.

Description

축부재의 기어치 가공 방법{Method for machining gear teeth of shaft}

본 발명은 축부재의 기어치 가공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기어치 가공 공정 중 호빙 공정에서 호브 커터의 이동 경로를 지정된 위치에서 임의로 변경함으로써 치연마 공정에서 연마 공구의 떨림을 줄이고 연마 공구에 대한 손상을 배제하여 공구의 수명을 증진시킬 수 있는 축부재의 기어치 가공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 변속기의 카운트 샤프트와 같이 축부재는 기어치를 일체로 형성하는 바, 이를 위해 종래에는 축부재의 표면에 직접적으로 치형을 가공하여 기어치를 형성하게 된다.

이와 같은 기어치의 가공은 축부재의 표면에 대한 선삭 공정, 기어치의 가공을 위한 호빙 공정, 상기 호빙 공정에서 발생하는 치형부위의 버어를 제거하기 위한 디버링 공정, 치형부위에 대한 열처리 공정, 치형부위의 외경을 연마하는 외경연마 공정, 및 숫돌과 같은 연마 공구를 이용하여 치형부위를 마감하는 치연마 공정으로 구분될 수 있다.

이 경우, 종래 호빙 공정은 도 1에 도시된 바와 같이, 축부재(10)의 표면에서 호브 커터(12)를 축방향으로 수평하게 이동시켜 원하는 형태의 기어치(14)를 가공하게 된다. 이 과정에서 상기 기어치(14)의 길이는 상기 호브 커터(12)에 의한 이동 거리에 해당하는 호빙 구간에 의해 결정되고, 상기 기어치(14)의 높이는 상기 축부재(10)의 표면에 대한 상기 호브 커터(12)의 삽입 거리에 의해 결정된다. 아울러, 상기와 같은 일련의 호빙 공정은 상기 축부재(10)의 전 둘레에 걸쳐 설정된 피치만큼의 이격거리를 두고 반복적으로 수행되어 이루어진다.

그런데, 상기와 같은 종래 호빙 공정에서 상기 호브 커터(12)는 호빙 구간 내의 이동 경로 중, 상기 축부재(10)의 리드 끝단 지점(X)에서 가동을 종료하고 상기 축부재(10)로부터 상부를 향해 벗어나는 방향으로 위치를 옮기도록 이동하게 된다.

이러한 과정에서 상기 축부재(10)의 리드 끝단 지점(X)은 상기 호브 커터(12)의 곡률만큼 라운드진 형태의 외부 돌출부위를 형성할 수밖에 없고, 이러한 외부 돌출부위는 후속되는 치연마 공정에서 연마 공구와의 접촉에 따른 공구의 떨림을 초래하게 될 뿐만 아니라, 이러한 연마 공구의 이상 떨림은 공구의 손상(TOOL DAMAGE)으로 귀결되어 공구의 수명을 크게 단축시키는 문제를 야기하게 된다.

또한, 치연마 공정에서 발생하는 연마 공구의 손상은 해당 공구의 교체까지 상당 시간의 공정 중단을 초래하게 되므로 생산성을 크게 저하시킴과 동시에 경제적인 비용 손실로 귀결된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 축부재에 대해 기어치의 형성을 위한 호빙 공정에서 호브 커터의 이동 경로를 축부재의 리드 끝단 지점에서 단차를 형성하는 방향으로 변경함으로써 치연마 공정에서 연마 공구의 떨림을 줄임과 동시에 연마 공구에 대한 손상을 방지하여 공구의 수명을 증진시킬 수 있도록 하는 축부재의 치 가공 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 축부재의 표면에서 축방향으로 수평하게 호브 커터를 이동시키는 제1단계, 상기 축부재의 리드 끝단 지점에서 상기 호브 커터를 상기 축부재의 중심방향으로 하향 이동시킴과 동시에 상기 호브 커터를 상기 축부재의 축방향으로 수평하게 이동시키는 제2단계, 및 상기 제2단계의 이후에 상기 축부재에 대해 상기 호브 커터를 외경방향으로 상향 이동시키는 제3단계를 포함하는 축부재의 치 가공 방법을 개시한다.

삭제

본 발명에 있어, 상기 축부재에 대한 상기 호브 커터의 하향 이동거리와 축방향 이동거리는 각각 상기 축부재의 직경과 재질, 기어치의 치높이와 피치, 및 연마 공구의 직경 중 적어도 하나 이상의 인자를 고려하여 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 축부재의 기어치 가공 방법은 변속기의 카운트 샤프트와 같이 축부재의 표면에 직접적으로 치형을 형성하기 위한 호빙 공정에 적용되는 것으로, 호브 커터의 이동 경로를 축부재의 리드 끝단 지점에서 축부재의 중심을 향한 하향 방향, 즉 단차를 형성하는 방향으로 변경함으로써 후속되는 치연마 공정에서 연마 공구의 떨림을 줄일 수 있게 되고, 이로 인해 연마 공구에 대한 손상을 방지하고 공구의 수명을 연장할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

부연하자면, 본 발명에 따른 축부재의 치 가공 방법은 호빙 공정에서 새로운 가공법인 플런지 호빙(PLUNGE HOBBING)을 적용함으로써 축부재의 리드 끝단 지점에서 발생하는 버어의 생성을 원천적으로 배제할 수 있고, 이를 통해 후속되는 치연마 공정에서 연마 공구에 대한 떨림을 현저하게 줄여 공구의 손상을 방지하고 공구의 수명을 연장할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

도 1은 종래 축부재의 표면에 기어치를 가공하기 위한 호빙 공정을 설명하기 위한 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 축부재의 치 가공 방법을 설명하기 위한 측면도이다.
도 3은 도 2의 요부를 확대하여 도시한 도면이다.

이하, 본 발명인 축부재의 치 가공 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

실시예

도 2는 본 발명에 따른 축부재의 치 가공 방법을 설명하기 위한 측면도이고, 도 3은 도 2의 요부를 확대하여 도시한 도면이다.

도 2를 참조로 하면, 축부재(10)에 대해 호브 커터(12)를 이용한 기어치(14)의 가공 공정 중에서 호빙 공정은 상기 축부재(10)의 표면에 축방향으로 수평하게 상기 호브 커터(12)를 이동시키는 제1과정, 상기 축부재(10)의 리드 끝단 지점(X)에서 상기 호브 커터(12)를 상기 축부재(10)의 중심방향으로 하향 이동시킴과 동시에 상기 호브 커터(12)를 상기 축부재(10)의 축방향으로 수평하게 이동시키는 제1과정, 및 상기 제2과정의 이후에 상기 축부재(10)에 대해 상기 호브 커터(12)를 외경방향으로 상향 이동시키는 제3과정을 포함하여 구성된다.

상기 제1과정은 상기 축부재(10)의 표면에서 상기 호브 커터(12)를 축부재(10)를 따라 수평한 방향으로 이동시켜 기어치(14)를 가공하는 공정에 해당한다. 즉, 상기 제1과정은 상기 축부재(10)의 표면에서 상기 호브 커터(12)를 상기 기어치(14)의 길이(호빙 구간)만큼 수평하게 이동시켜 원하는 치형의 길이를 얻고자 하는 가공 공정에 해당한다.

상기 제2과정은 상기 축부재(10)의 리드 끝단 지점(X)에서 상기 호브 커터(12)를 상기 축부재(10)의 중심방향을 향해 하향 이동시킴과 동시에 상기 호브 커터(12)를 상기 축부재(10)의 축방향으로 수평하게 이동시키는 가공 공정에 해당한다. 이 경우, 상기 축부재(10)의 리드 끝단 지점(X)에서 상기 호브 커터(12)를 상기 축부재(10)의 중심방향을 향해 하향 이동시키는 것은 플런지 호빙(PLUNGE HOBBING)의 개시 지점을 의미하는 것으로, 후속되는 치연마 공정에서 연마 공구와의 접촉에 따른 공구의 떨림을 해소하기 위한 가공 공정에 해당한다.

또한, 상기 플런지 호빙의 개시 시점에서 상기 호브 커터(12)를 상기 축부재(10)의 중심방향을 향한 하향 이동과 축방향을 향한 수평 이동을 동시에 실시하는 것은 후속되는 치연마 공정에서 연마 공구와의 접촉에 의한 간섭을 보다 확실하게 회피하기 위한 것으로, 플런지 구간에 지나 플런지 호빙의 종료 지점(Y)을 의미한다.

즉, 상기 제2과정은 상기 축부재(10)에 대한 상기 호브 커터(12)의 하향 이동거리와 축방향 이동거리를 동시에 점진적으로 증가시키도록 이루어져, 상기 리드 끝단 지점(X)으로부터 상기 플런지 호빙의 종료 지점(Y) 사이에서 이루어지는 상기 호브 커터(12)의 이동 경로는 도 3에 도시된 바와 같이 만곡진 형태로 설정된다. 이 결과, 상기 리드 끝단 지점(X)과 상기 플런지 호빙의 종료 지점(Y) 사이에서 상기 축부재(10)의 반경방향 위치는 미세한 깊이 차이(Δt)를 보이게 된다.

또한, 이 과정에서 상기 축부재(10)에 대한 상기 호브 커터(12)의 하향 이동거리와 축방향 이동거리는 각각 상기 축부재(10)의 직경과 재질, 상기 기어치(14)의 치높이와 피치, 및 연마 공구의 직경 중 적어도 하나 이상의 인자를 고려하여 설정된다. 이 결과, 치연마 공정에서 상기 축부재(10)의 리드 끝단 지점(X)과 연마 공구 사이에서 이상 접촉에 의한 공구의 손상을 보다 적극적으로 예방함과 동시에 축부재(10)의 구조적 강성 저하를 방지할 수 있게 된다.

상기 제3과정은 플런지 구간을 거친 상기 호브 커터(12)를 다시 원래의 위치로 복귀시키는 공정으로, 상기 플런지 호빙의 종료 지점(Y)에서 상기 호브 커터(12)를 상기 축부재(10)로부터 상방향으로 이동시키는 과정에 해당한다.

따라서 본 발명에 따른 축부재의 치 가공 방법은 변속기의 카운트 샤프트와 같이 축부재(10)의 표면에 치형을 직접적으로 가공하기 위한 호빙 공정에 적용되는 것으로, 호브 커터(12)의 이동 경로를 상기 축부재(10)의 리드 끝단 지점(X)에서 축부재(10)의 중심을 향한 하방향으로 변경하여 축방향 진행을 지속하는 일련의 플런지 구간의 설정을 통해 후속되는 치연마 공정에서 연마 공구와의 이상 접촉에 따른 공구의 떨림을 방지할 수 있게 된다.

이 결과, 본 발명은 후속되는 치연마 공정에서 연마 공구에 대한 손상을 방지할 수 있으므로 공구의 수명 연장을 통한 생산성의 향상과 함께 경제적 비용의 절감 효과까지도 기대할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10-축부재 12-호브 커터
14-기어치
X-리드 끝단 지점 Y-플런지 호빙 종료 지점

Claims (3)

1. 축부재(10)의 표면에서 축방향으로 수평하게 호브 커터(12)를 이동시키는 제1단계;
   상기 축부재(10)의 리드 끝단 지점(X)에서 상기 호브 커터(12)를 상기 축부재(10)의 중심방향으로 하향 이동시킴과 동시에 상기 호브 커터(12)를 상기 축부재(10)의 축방향으로 수평하게 이동시키는 제2단계; 및
   상기 제2단계의 이후에 상기 축부재(10)에 대해 상기 호브 커터(12)를 외경방향으로 상향 이동시키는 제3단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 축부재의 기어치 가공 방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 축부재(10)에 대한 상기 호브 커터(12)의 하향 이동거리와 축방향 이동거리는 각각 상기 축부재(10)의 직경과 재질, 기어치(14)의 치높이와 피치, 및 연마 공구의 직경 중 적어도 하나 이상의 인자를 고려하여 설정되는 것을 특징으로 하는 축부재의 기어치 가공 방법.

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