KR101577738B1 - 선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가공물을 장착하여 회전하는 선반 척과 상기 선반 척에 장착된 가공물을 가공하기 위해 수평 또는 수직이동하는 공구장착부로 구성되는 선반에 있어서, 상기 공구장착부에 설치되도록 수평의 길이방향으로 형성되는 헤드몸체와, 상기 헤드몸체 일측에 단차지게 연장되면서 상부와 일측단이 개방되도록 일면에 수용홈이 형성되는 가이드몸체와, 상기 가이드몸체의 수용홈에 내속되면서 상면의 길이방향에 내측으로 오목한 장착홈이 형성된 지지부재와, 상기 지지부재 하측에 제1관통구가 형성되어 상기 가이드몸체의 수용홈에 지지부재가 내속되면서 상기 제1관통구와 연통되도록 가이드몸체의 양측으로 관통된 제2관통구가 형성되어 상기 제2관통구 및 제1관통구에 체결되는 회전축 및, 상기 지지부재의 장착홈에 내속되면서 지지부재의 장착홈 양측면에 각각 대응하도록 연통된 한쌍의 체결구가 형성되어 체결볼트에 의해 긴밀히 밀착되는 숫돌로 구성되는 일체의 호닝 헤드로 이루어지는 선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드를 제공한다.

Description

선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드{Honing head for honing of internal combustion engine installed for a lathe}

본 발명은 선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 절삭, 연삭, 밀링 또는 선삭을 수행하는 선반의 공구장착부에 설치되어 내연기관의 실린더 내부를 호닝하는 호닝 작업을 수행하게 되며, 상기 호닝 헤드가 내연기관의 실린더 내주면에 자유 밀착하여 실린더 내주면의 표면조도(거칠기)를 획기적으로 낮추는 선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드에 관한 것이다.

통상적으로, 호닝 작업을 수행하기 위한 호닝 전용공작기계에서는 호닝 공구에 구비되는 숫돌이 반경 방향으로 이동될 수 있도록 직경 조정수단이 함께 구비되어 있어, 호닝 작업을 수행하는데 무리 없이 원활하게 수행된다.

하지만, 주축이 수직이동과 회전운동만이 가능한 일반 범용 공장기계에서 호닝 작업을 수행시, 호닝 전용공작기계에서와 같이 호닝 공구에 구비되는 숫돌을 반경 방향으로 이동시켜 직경을 가변적으로 조정하는 직경 조정수단이 구비되어 있지 않아 호닝 공구가 가지는 직경 그대로 호닝 작업이 이루어지게 됨으로써, 호닝 작업에 대한 제약과 한계가 있음은 물론, 호닝 면의 내경 변화에 맞추어 호닝 작업을 수행하기가 불가능한 문제가 있다.

그에 따라 호닝 작업을 원활하게 수행하기 위해서는 고가의 호닝 전용공작기계의 구입이 불가피하므로 구입에 막대한 비용 부담이 발생하게 된다.

대한민국 등록특허 제10-1409941호(발명의 명칭 : 가이드 홀더)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로, 통상의 선반에 호닝 헤드를 설치하여 호닝 작업을 하도록 맞춤형 호닝 헤드를 제공하며, 호닝 작업시 호닝 헤드의 숫돌이 내연기관의 실린더 내주면에 면착하여 호닝시 상기 숫돌을 지지하는 지지부가 실린더의 회전에 따른 숫돌의 움직임을 자유롭게 하여 실린더 내주면에 밀착이 아닌 실린더 회전에 따른 실린더 내주면의 거칠기에 대응하여 숫돌이 호닝하도록 하는 호닝 헤드의 호닝 작업이 수행될 수 있도록 하는 점에 목적이 있다.

또 다른 목적으로, 상기 호닝 헤드를 이용한 호닝 작업이 수행되는 대상물인 내연기관의 공압 또는 유압 실린더 내주면의 거칠기에 대응하여 호닝 헤드의 숫돌이 자유 밀착하게 되어 실리더를 지지하는 선반의 선반 척 회전에 의해 실린더 내주의 호닝 면과 호닝 헤드의 숫돌 간에 간격을 최소화시켜 절삭유의 퍼짐을 극대화하는 동시에 호닝에 따른 표면조도를 최소화하도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은 가공물을 장착하여 회전하는 선반 척과 상기 선반 척에 장착된 가공물을 가공하기 위해 수평 또는 수직이동하는 공구장착부로 구성되는 선반에 있어서,

상기 공구장착부에 설치되도록 수평의 길이방향으로 형성되는 헤드몸체와,

상기 헤드몸체 일측에 단차지게 연장되면서 상부와 일측단이 개방되도록 일면에 수용홈이 형성되는 가이드몸체와,

상기 가이드몸체의 수용홈에 내속되면서 상면의 길이방향에 내측으로 오목한 장착홈이 형성된 지지부재와,

상기 지지부재 하측에 제1관통구가 형성되어 상기 가이드몸체의 수용홈에 지지부재가 내속되면서 상기 제1관통구와 연통되도록 가이드몸체의 양측으로 관통된 제2관통구가 형성되어 상기 제2관통구 및 제1관통구에 체결되는 회전축 및,

상기 지지부재의 장착홈에 내속되면서 지지부재의 장착홈 양측면에 각각 대응하도록 연통된 한쌍의 체결구가 형성되어 체결볼트에 의해 긴밀히 밀착되는 숫돌로 구성되는 일체의 호닝 헤드로 이루어지는 선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드를 제공한다.

한편, 상기 가이드몸체의 제2관통구와 지지부재의 제1관통구를 통해 회전축이 결속되어 상기 회전축을 중심으로 가이드몸체의 수용홈 내부에서 지지부재가 시소형태로 회전하도록 하는 선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드를 제공한다.

한편, 상기 가이드몸체의 수용홈 양측면 중 일측면 상부의 길이방향에 상향으로 더 연장되어 타측면과 단차지게 형성되는 선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드를 제공한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 수직이동과 회전운동만이 가능한 일반 범용 선반의 공구장착부에 분리 가능하게 장착되어, 호닝 전용공작기계에서만 발휘되는 직경을 가변적으로 조정하면서 호닝 작업이 그대로 수행될 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에 따른 호닝 헤드를 사용하게 되면, 호닝 헤드의 숫돌 지지부가 숫돌의 중심을 기준으로 좌우 회전이 자유롭게 형성하도록 지지하여 실리더 내주의 호닝면과 숫돌 사이의 간격을 최소화하여 실린더의 내주면 거칠기 정도에 대응하는 호닝 헤드의 숫돌이 좌우 회전에 따라 절삭유의 퍼짐으로 호닝 작업을 극대화하여 표면조도(거칠기)를 낮출 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드가 선방에 설치된 사용상태도.
도 2는 본 발명에 따른 선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드에서 가이드몸체의 수용홈에 지지부재가 내속되는 조립도.
도 4는 본 발명에 따른 선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드에서 지지부재의 장착홈에 숫돌이 내속되는 조립도.
도 5는 본 발명에 따른 선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드의 측면 구조도.
도 6은 본 발명에 따른 선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드에서 가이드몸체의 수용홈 구조도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시 예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

일반적으로 선반은 수치 제어(NC, Numerical Control) 또는 컴퓨터 수치 제어(CNC, Computerized Numerical Control)에 의해 제어되어 가공물을 가공하는 것으로 가공은 절삭, 연삭, 밀링 또는 선삭 등의 공정을 행할 수 있는 공작기계이다.

이러한, 종래의 선반은 호닝 작업을 수행할 수 없으며, 이에 본 발명은 종래의 선반에 호닝 헤드를 장착하여 호닝 작업을 할 수 있는 선반용의 맞춤형 호닝 헤드를 제공한다.

도 1에 나타낸 바와 같이 상기 선반(10)은 가공물을 결속하여 회전하는 선반 척(11)과 상기 선반 척(11)에 결속된 내연기관인 가공물(13)을 가공하기 위해 수평 또는 수직이동하여 가공하는 공구를 장착하는 공구장착부(12)로 구성된다.

이에, 본 발명의 호닝 헤드(100)는 상기 공구장착부(12)에 장착되어 가공물을 호닝하도록 하는 것이다.

그리고, 본 발명의 호닝 헤드를 이용한 호닝작업은 가공물인 내연기관의 실린더를 호닝하는 데 사용할 수 있으며, 상세하게는 공압 또는 유압 실린더의 내주면을 호닝하도록 제공되며, 이런 실린더에 한정하는 것은 아니며, 어떠한 가공물의 내/외주면을 호닝작업을 할 수 있도록 제공된다.

본 발명은 도 2 내지 도 6에 나타낸 바와 같이 가공물을 장착하여 회전하는 선반 척(11)과 상기 선반 척(11)에 장착된 가공물을 가공하기 위해 수평 또는 수직이동하는 공구장착부(12)로 구성되는 선반(10)에 있어서,

상기 공구장착부(12)에 설치되도록 수평의 길이방향으로 형성되는 헤드몸체(110)와,

상기 헤드몸체(110) 일측에 단차지게 연장되면서 상부와 일측단이 개방되도록 일면에 수용홈(121)이 형성되는 가이드몸체(120)와, 상기 가이드몸체(120)의 수용홈(121)에 내속되면서 상면의 길이방향에 내측으로 오목한 장착홈(131)이 형성된 지지부재(130)와, 상기 지지부재(130) 하측에 제1관통구(132)가 형성되어 상기 가이드몸체(120)의 수용홈(121)에 지지부재(130)가 내속되면서 상기 제1관통구(132)와 연통되도록 가이드몸체(120)의 양측으로 관통된 제2관통구(122)가 형성되어 상기 제2관통구(122) 및 제1관통구(132)에 체결되는 회전축(140) 및, 상기 지지부재(130)의 장착홈(131)에 내속되면서 지지부재(130)의 장착홈(131) 양측면에 각각 대응하도록 연통된 한쌍의 체결구(133)가 형성되어 체결볼트(134)에 의해 긴밀히 밀착되는 숫돌(150)로 구성되는 일체의 호닝헤드(100)로 이루어지는 선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드(100)를 제공한다.

본 발명의 호닝 헤드(100)는 헤드몸체(110), 가이드몸체(120), 지지부재(130), 회전축(140) 및 숫돌(150)로 이루어진 일몸체의 구조로 구성한다.

그리고, 도 1과 도 2에 나타낸 바와 같이 상기 호닝 헤드(100)의 헤드몸체(110)는 선반(10)의 공구장착부(12)에 결속되어 고정되도록 수평의 길이방향으로 구성되며, 상기 헤드몸체(110) 일측으로 단차지게 연장된 가이드몸체(120)가 구성된다.

상기 가이드몸체(120) 상면의 길이방향으로 수용홈(121)이 형성되며, 상기 수용홈(121)은 상부와 일측단이 개방된 형태로 형성된다.

그리고, 상기 가이드몸체(120)의 수용홈(121)에 내속되는 지지부재(130)는 상면의 길이방향으로 오목한 장착홈(131)이 형성되며, 상기 장착홈(131)은 양측단과 상부가 개방된 형태로 형성된다.

그리고, 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 지지부재(130) 하측에 제1관통구(132)가 형성되어 상기 가이드몸체(120)의 수용홈(121)에 지지부재(130)가 내속되면서 상기 제1관통구(132)와 연통되도록 가이드몸체(120)의 양측으로 관통된 제2관통구(122)가 형성되어 상기 제2관통구(122) 및 제1관통구(132)에 체결되는 회전축(140)이 구비된다.

상기 가이드몸체(120)에 형성된 제2관통구(122)는 가이드몸체(120)의 수용홈(121) 양측면에 각각 서로 대응되도록 제2관통구(122)가 형성되며, 이때 상기 수용홈(121)에 지지부재(130)가 내속되어 상기 지지부재(130)에 형성된 제1관통구(132)가 제2관통구(122)와 연통되도록 지지부재(130)를 위치하여 수용홈(121) 일면에 형성된 제2관통구(122)에 회전축(140)을 삽입하여 지지부재(130)의 제1관통구(132)를 통과하여 수용홈(121)의 타면에 형성된 제2관통구(122)를 통해 돌출되어 회전축(140)을 결속하게 된다.

그리고, 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 지지부재(130)의 장착홈(131)에 내속되면서 지지부재(130)의 장착홈(131) 양측면에 각각 대응하도록 연통된 한쌍의 체결구(133)가 형성되어 체결볼트(134)에 의해 긴밀히 밀착되는 숫돌(150)을 구비한다.

상기 숫돌(150)이 장착홈(131)에 내속되면 지지부재(130)의 장착홈(131) 양측면에 각각 한쌍의 체결구(133)가 상호 대응하도록 형성되어 체결볼트(134)를 결속하여 체결볼트(134)를 조임으로 인해 장착홈(131)의 양측면이 장착홈(131) 내측으로 좁아지면서 장착홈(131) 내부에 수용된 숫돌(150)의 양면을 밀착하여 숫돌(150)을 장착홈(131)에 긴밀히 고정하게 된다.

그리고, 상기 체결볼트(134)가 지지부재(130)의 체결구(133)를 통과하여 체결볼트(134) 끝단에 너트(미도시)를 채워 고정하거나 상기 체결구(133) 내주면에 나사선(미도시)이 형성되어 체결볼트(134)를 돌려 조임 또는 풀림을 수행하도록 제공된다.

또한, 도 3과 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 가이드몸체(120)의 제2관통구(122)와 지지부재(130)의 제1관통구(132)를 통해 회전축(140)이 결속되어 상기 회전축(140)을 중심으로 가이드몸체(120)의 수용홈(121) 내부에서 지지부재(130)가 시소형태로 회전하도록 하는 선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드를 제공한다.

상기 가이드몸체(120)의 수용홈(121)에 지지부재(130)가 내속되되, 상기 지지부재(130)의 저면이 수용홈(121)의 내부 바닥면과 들뜬상태(도면 5의 “A”부위)로 형성되며, 이때 상기 가이드몸체(120)의 제2관통구(122)와 지지부재(130)의 제1관통구(132)를 통해 회전축(140)이 결속되어 상기 회전축(140)을 중심으로 가이드몸체(120)의 수용홈(121) 내부에서 지지부재(130)가 시소형태로 회전하도록 제공된다.

이는, 가공물의 일예로 실린더(미도시) 내주면을 호닝시 상기 실린더 내주면의 거칠기에 대응하도록 후술되는 숫돌(150)이 면접되어 선반 척(11)에 결속된 실린더가 회전하면서 숫돌(150)을 지지하는 지지부재(130)가 가이드몸체(120)의 수용홈(121)에 시소형태로 회전을 하여 실린더 내주면의 거칠기를 호닝하게 되며, 즉 실린더 내주면의 거칠기만을 호닝하며 호닝된 일면은 면접되지 않게 작동되도록 지지부재(130)가 가이드몸체(120)의 수용홈(121)에 회전축(150)을 중심으로 시소 회전을 하도록 제공된다.

만약, 지지부재(130)가 가이드몸체(120)의 수용홈(121)에 고정된 상태로 실린더 내주면을 호닝시 거친 부분만을 호닝할 뿐만 아니라 호닝된 부분도 같이 호닝되어 실린더 내주면에 미세한 단차가 발생하게 된다.

그리고, 지지부재(130)에 결속된 호닝하는 숫돌(150)의 표면은 균일한 수평면을 가지고 있지 않으며, 이러한 불균등한 표면상태를 가진 숫돌(150)이 실린더의 내주면을 호닝시 수용홈(121)에 고정된 상태로 호닝을 하게 되면 실린더 내주면에 미세한 단차가 다수 발생하게 되어 실린더의 불량이 발생하게 된다.

이에, 숫돌(150)의 표면 마모상태와 실린더의 내주면 거칠기에 대응하도록 지지부재(130)가 가이드몸체(120)의 수용홈(121)에 회전축(140)을 중심으로 시소 회전을 하도록 제공된다.

그리고, 상기 호닝 헤드(100)가 장착된 공구장착부(12)는 선반(10)에서 수평 또는 수직이동을 반복적으로 수행하면서 선반 척(11)에 결속된 실린더 내주면을 호닝하게 되어 선반 척(11)의 회전과 공구장착부(12)의 반복적인 수평이동으로 호닝 헤드(100)의 숫돌(150)이 실린더 내주면에 면접되어 실린더 내주면에 나사선 형태로 호닝하며, 이때 가이드몸체(120)의 수용홈(121) 내주에서 지지부재(130)가 시소회전을 함으로서 숫돌(150)에 의해 실린더 내주면을 균일한 조도(거칠기)를 가지도록 호닝하게 된다.

또한, 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 가이드몸체(120)의 수용홈(121) 양측면 중 일측면이 상부의 길이방향에 상향으로 더 연장되어 타측면에 비해 더 높게 형성되어 단차지게 형성되는 선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드를 제공한다.

즉, 수용홈(121)의 내부 양측면인 일측면과 타측면에서 일측면의 수직 높이(H)가 타측면의 수직 높이(h)에 비해 더 큰 높이를 가지는 것으로 형성된다.

이는, 상술한 선반(10)의 선반 척(11)이 회전하면서 회전방향에 의해 발생되는 반발력에 대응하도록 상기 가이드몸체(120)의 수용홈(121) 일측의 일면이 상향으로 더 연장되게 형성된다.

그리고 호닝시 절삭유가 분사되어 호닝 헤드(100)의 숫돌(150)과 실린더 내주면의 마찰력을 최소화하게 되며, 이때 절삭유가 숫돌(150)의 마찰면으로 수집되어 체류시간을 길게 하도록 수용홈(121)의 일측 일면이 타측 일면에 비해 상향으로 더 연장되게 형성된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

호닝 헤드 : 100, 헤드몸체 : 110, 가이드몸체 : 120, 수용홈 : 121, 제2고나통구 : 122, 지지부재 : 130, 장착홈 : 131, 제1관통구 : 132, 체결구 : 133, 체결볼트 : 134, 회전축 : 140, 숫돌 : 150

Claims (3)

1. 가공물을 장착하여 회전하는 선반 척과 상기 선반 척에 장착된 가공물을 가공하기 위해 수평 또는 수직이동하는 공구장착부로 구성되는 선반에 있어서,
   상기 공구장착부에 설치되도록 수평의 길이방향으로 형성되는 헤드몸체;와,
   상기 헤드몸체 일측에 단차지게 연장되면서 상부와 일측단이 개방되도록 일면에 수용홈이 형성되는 가이드몸체;와,
   상기 가이드몸체의 수용홈에 내속되면서 상면의 길이방향에 내측으로 오목한 장착홈이 형성된 지지부재;와,
   상기 지지부재 하측에 제1관통구가 형성되어 상기 가이드몸체의 수용홈에 지지부재가 내속되면서 상기 제1관통구와 연통되도록 가이드몸체의 양측으로 관통된 제2관통구가 형성되어 상기 제2관통구 및 제1관통구에 체결되는 회전축; 및,
   상기 지지부재의 장착홈에 내속되면서 지지부재의 장착홈 양측면에 각각 대응하도록 연통된 한쌍의 체결구가 형성되어 체결볼트에 의해 긴밀히 밀착되는 숫돌;로 구성되는 일체의 호닝 헤드로 이루어지되, 상기 가이드몸체의 제2관통구와 지지부재의 제1관통구를 통해 회전축이 결속되어 상기 회전축을 중심으로 가이드몸체의 수용홈 내부에서 지지부재가 시소형태로 회전하도록 구성되고,
   상기 가이드몸체의 수용홈 양측면 중 일측면이 상부의 길이방향에 상향으로 더 연장되어 타측면에 비해 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 선반에 설치되는 내연기관 호닝용 호닝 헤드.
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