KR101602058B1 - 머시닝센터를 이용한 베어링의 터진 핀홀 가공방법 - Google Patents

머시닝센터를 이용한 베어링의 터진 핀홀 가공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 머시닝센터를 이용한 베어링(Bearing)의 터진 핀홀 가공방법에 관한 것으로, 더욱 바람직하게는 중장비 궤도 부품인 베어링에 미리 가공된 축 조립용 구멍과 직각방향으로 인접하여 터진 핀홀을 가공할 때, 드릴링과 엔드밀링 작업으로 공구밀림 현상이 일어나지 않으면서도, 터진 구멍부위에 핀홀을 정밀하게 가공할 수 있도록 하기 위한 머시닝센터를 이용한 베어링의 터진 핀홀 가공방법에 관한 것이다.
그 구성은 베어링(10)에 미리 가공된 축조립용 천공구멍(20)과 직각방형으로 인접하여 천공구멍(20)의 천공부위(L1, 막힌 구간)까지 드릴링(D/R) 하여 가공하는 제1 공정; 상기 천공구멍(20)의 천공부위(L1)에서 천공구멍(20)의 천공부위(L2, 터진 구간)까지 엔드밀링(E/D) 하여 가공하는 제2 공정; 상기 천공구멍(20)의 천공부위(L2)에서 천공구멍(20)의 천공부위(L3, 막힌 구간)까지 드릴링(D/R) 하여 가공하는 제3 공정; 상기 천공구멍(20)의 천공부위(L1)에서 천공구멍(20)의 천공부위(L3)까지 엔드밀링(E/D) 하여 터진 핀홀(30)이 확공되게 가공하는 제4 공정; 상기 터진 핀홀(30)을 리머(reamer)를 사용하여 정해진 공차를 맞추기위한 리밍(reaming) 가공하는 제5 공정; 을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

머시닝센터를 이용한 베어링의 터진 핀홀 가공방법{Processing method using the pinhole of the bearing machining center}
본 발명은 머시닝센터를 이용한 베어링(Bearing)의 터진 핀홀 가공방법에 관한 것으로, 더욱 바람직하게는 중장비 궤도 부품인 베어링에 미리 가공된 축 조립용 구멍과 직각방향으로 인접하여 터진 핀홀을 가공할 때, 드릴링과 엔드밀링 작업으로 공구밀림 현상이 일어나지 않으면서도, 터진 구멍부위에 핀홀을 정밀하게 가공할 수 있도록 하기 위한 머시닝센터를 이용한 베어링의 터진 핀홀 가공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 차체, 도어 등과 같은 부품은 형상이 매우 복잡함과 아울러 많은 수의 구멍이 형성되어 있는바, 상기한 구멍들을 정확한 위치에 정확한 각도로 가공하기 위해서 프레스의 금형에 핀홀을 가공하게 된다.
이와 같이 드릴링 및 탭핑 가공이 수행될 수 있는 일반적인 핀홀 가공장치의 구성을 간략히 살펴보면 하부에 가공물이 놓일 수 있는 작업대가 배치되어 있고, 상기 작업대로부터 이격된 상부에 드릴링, 탭핑 가공을 수행할 수 있는 주축 및 주축 헤드가 배치되는 구조로 구성되어 있다.
이와 같은 구성에 의해 회전공구가 결합되는 주축의 회전 및 승, 하강 동작과, 주축 헤드의 승, 하강 조정을 통해 가공물에 대하여 홀 가공을 수행하게 된다.
위와 같은 구조로 구성되는 수직식 홀 가공장치의 일 예로 대한민국 특허공개공보 제10-2010-0133250호(이하, "선행기술문헌 1"이라 함)를 살펴보기로 한다.
설명에 앞서 도면부호는 설명의 편의상 선행기술문헌에 기재된 도면부호를 그대로 인용한다. 도 1에서는 선행기술문헌 1에 대한 드릴링 및 탭핑 겸용 수직가공장치(2)의 사시도가 도시되어 있다.
도면에서 보듯이, 드릴링머신(8)과 탭핑머신(10)은 지지축대(16a)(16b)의 승, 하강을 통한 작업대(4)와의 거리조정과, 절삭공구(22a, 22b)가 결합 되는 회전체(20a)(20b)의 승, 하강을 통해 작업대(4)에 놓인 가공물에 대하여 드릴링 또는 탭핑 에 의한 홀 가공을 수행하는 구성이 제시되어 있다.
아울러 회전체(20a, 20b)를 승, 하강시키는 수평축부(26a, 26b)와, 수평축부(26a, 26b)를 수동으로 작동시키기 위한 핸들레버(28a, 28b)를 포함하는 구조로 구성되어 있다.
또 다른 드릴링 또는 탭핑 가공이 수행될 수 있는 수직식 홀 가공장치의 일예로 대한민국 등록특허공보 제10-0982525호(이하, "선행기술문헌 2"이라 함)를 살펴보기로 한다.
도 2에서는 선행기술문헌 2에 대한 태핑 드릴링머신의 측면도가 도시되어 있다.
도2에 도시된 바와 같이 고정판(10)에는 기둥체(1)가 수직으로 설치되어 있고, 기둥체(1)의 상단부에는 단상구동모터(M)를 구비하고 있는 드릴축구동부(11)가 장착되어 있다.
또한, 드릴축(1a) 하단에는 탭핑드릴 또는 천공드릴 중 선택된 드릴을 결합시킬 수 있도록 드릴척(1b)이 부착되어 있다.
또한, 드릴축 승강 작동축(1d)에는 작동핸들 손잡이가 부착되어 드릴축을 상하로 승강시킬 수 있도록 구비되어 있으며, 작업대(3)에는 가공물을 물려서 작업을 수행할 수 있도록 피가공물 바이스(30)가 갖추어져 있는 태핑드릴링 머신이 제시되어 있다.
그런데 위와 같이 선행기술문헌 1에서는 회전체(20a)(20b)와 지지축대(16a)(16b)가 승, 하강하는 타입으로 구성되어 있고, 선행기술문헌 2에서는 드릴축(1a)과 기둥체(1)가 승, 하강하는 타입으로 구성되어 있어, 예컨대 가공물의 가공 면에 홀 가공을 수행하기 위하여 가공물을 수직으로 세워서 배치하게 될 때, 가공물의 수직 높이가 선행기술문헌 1에서는 작업대(4)와 회전체(20a)(20b)가 최대 이격될 수 있는 수직 거리, 선행기술문헌 2에서는 작업대(3)와 드릴척(1b)이 최대 이격 될 수 있는 수직 거리에 근접할 경우, 회전공구의 장착 길이가 짧아 홀 가공 깊이를 깊게 형성하기 불가능하여 홀 가공 상에 제약과 한계가 발생하고, 특히, 가공물의 수직 높이가 상기 최대 이격 거리 이상일 경우에는 홀 가공이 근본적으로 불가능한 문제가 있다.
또한, 선행기술문헌 1의 수직가공장치와, 선행기술문헌 2의 태핑 드릴링 머신에 가공물을 수직으로 세운 상태로 가공을 수행하게 될 때, 선행기술문헌 1과 선행기술문헌 2에서는 작업대(3, 4)에 구비되어 있는 고정수단(예를 들면 고정지그, 바이스)을 이용하여 가공물을 고정하게 되는데, 이때 가공물의 수직 길이가 긴 경우에는 가공물의 하단부를 강하게 잡아주더라도 가공물의 상단부는 홀 가공시 발생하는 충격과 진동으로 인해 떨림이 심하게 발생함으로써 정확하고도 정밀한 홀 가공이 이루어질 수 없는 문제도 있었다.
특허공개 제10-2010-0133250호(공개일: 2010.12.21) 등록특허 제10-0982525호(등록일: 2010.09.09)
본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 중장비 궤도 부품인 베어링에 미리 가공된 축조립용 구멍과 직각방향으로 인접하여 터진 핀홀을 가공할 때 공구 밀림 현상이 발생하지 않고, 터진 핀홀을 가공할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 터진 핀홀 가공시 위치 정도의 불량이 없이 터진 핀홀을 가공함과 공시에 공구의 파손을 방지하도록 함을 목적으로 한다.
그뿐만 아니라 본 발명은 단속절삭으로 피드(FEED) 감소로 인한 가공시간을 단축할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 머시닝센터를 이용한 터진 핀홀(Bearing) 가공방법은 도 3에 나타내는 바와 같이,
베어링(10)에 미리 가공된 축조립용 천공구멍(20)과 직각방형으로 인접하여 천공구멍(20)의 천공부위(L1, 막힌 구간)까지 드릴링(D/R) 하여 가공하는 제1 공정;
상기 천공구멍(20)의 천공부위(L1)에서 천공구멍(20)의 천공부위(L2, 터진 구간)까지 엔드밀링(E/D) 하여 가공하는 제2 공정;
상기 천공구멍(20)의 천공부위(L2)에서 천공구멍(20)의 천공부위(L3, 막힌 구간)까지 드릴링(D/R) 하여 가공하는 제3 공정;
상기 천공구멍(20)의 천공부위(L1)에서 천공구멍(20)의 천공부위(L3)까지 엔드밀링(E/D) 하여 터진 핀홀(30)이 확공되게 가공하는 제4 공정;
상기 터진 핀홀(30)을 리머(reamer)를 사용하여 정해진 공차를 맞추기 위한 리밍(reaming) 가공하는 제5 공정; 을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 엔드밀링(E/D) 가공은 드릴링(D/R) 가공할 때보다 가공지름을 1mm 더 크게 가공하고, 터진 구멍의 중심 쏠림 현상을 방지하여 핀홀 자체 가공 공차(H7)를 만족하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명은 중장비 궤도 부품에 사용되는 베어링에 미리 가공된 축조립용 구멍과 직각방향으로 인접하여 터진 핀홀을 가공할 때 터진 핀홀에 인접해서 드릴링과 엔드밀링을 교대로 반복하여 가공함으로써, 공구파손이나 밀림 현상 없이 정확하게 가공할 수 있는 효과가 있다.
그뿐만 아니라 본 발명은 단속 절삭으로 피드 감소로 인한 가공시간을 단축할 수 있으므로 작업능률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술의 드릴링 및 탭핑 겸용 수직가공장치를 나타낸 사시도.
도 2는 또 다른 종래 기술의 태핑 드릴링 머신을 나타낸 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 베어링에 천공구멍과 인접하여 터진 핀홀을 가공하는 방법을 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명에 따라 가공된 베어링을 나타낸 사진.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한, 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.
본 발명에 따른 머시닝센터를 이용한 베어링의 터진 핀홀 가공방법은 중장비 궤도 부품에 사용되는 베어링에 미리 가공된 축조립용 구멍과 직각 방향으로 인접하여 터진 핀홀을 가공할 때 터진 핀홀에 인접해 드릴링과 엔드밀링으로 교대로 반복 가공하고, 마지막으로 리밍(reaming)하는 5단계 공정을 거쳐 가공할 수 있도록 구성한 것이다.
상기와 같은 베어링에 미리 가공된 축조립용 구멍과 직각 방향으로 인접하여 터진 핀홀을 가공하는 방법에 대하여 도 3에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
가. 베어링에 천공구멍 가공
도 3a에 나타내는 바와 같이, 중장비의 궤도 부품에 사용되는 베어링(10)에 일차적으로 천공구멍(20)이 수직으로 천공되게 가공한다.
나. 터진 핀홀 가공을 위한 1차 드릴링 가공(제 1공정)
도 3a에 나타내는 바와 같이, 상기 베어링(10)에 미리 가공된 축조립용 천공구멍(20)과 직각방향으로 인접하여 터진 핀홀(30)을 가공하기 위하여, 1단계 공정으로 천공구멍(20)에 수직으로 드릴링(D/R) 작업으로 천공구멍(20)의 천공부위(L1, 막힌 구간)까지 가공한다.
다. 터진 핀홀 가공을 위한 1차 엔드밀링 가공(제 2공정)
도 3b에 나타내는 바와 같이, 2단계 공정으로 상기 천공부위(L1)까지 드릴링(D/R) 가공이 끝난 후에는 엔드밀링(E/D)으로 교체하여 천공구멍(20)의 천공부위(L1)에서 천공구멍(20)의 천공부위(L2, 터진 구간)까지 엔드밀링(E/D) 하여 가공한다.
라. 터진 핀홀 가공을 위한 2차 드릴링 가공(제 3공정)
도 3c에 나타내는 바와 같이, 3단계 공정으로 천공구멍(20)의 천공부위(L2)까지 가공이 끝나면, 엔드밀링(E/D) 대신에 드릴링(D/R)으로 교체하여 상기 천공구멍(20)의 천공부위(L2)에서 천공구멍(20)의 천공부위(L3, 막힌 구간)까지 드릴링(D/R) 하여 가공한다.
마. 터진 핀홀 가공을 위한 2차 엔드밀링 가공(제 4공정, L4)
도 3d에 나타내는 바와 같이, 3단계 공정으로 천공구멍(20)의 천공부위(L2)에서 천공구멍(20)의 천공부위(L3)까지 가공이 끝나면, 드릴링 대신에 엔드밀링으로 교체하여 천공구멍(20)의 천공부위(L1)에서 천공구멍(20)의 천공부위(L3)까지 엔드밀링(E/D)하여 터진 핀홀(30)이 확공되게 가공한다.
바. 터진 핀홀에 대한 공차를 맞추기 위한 reaming 가공(제 5공정, L5)
도 3e에서 나타내는 바와 같이, 4단계 까지의 공정이 끝나면, 터진 핀홀(30)의 정해진 공차를 맞추기 위하여 리머(reamer)를 사용하여 reaming 가공을 한다.
사. 베어링의 사진
본 발명은 상기와 같은 공정을 거쳐 천공구멍(20)에 대하여 정확하게 수직으로 터진 핀홀(30)을 가공하게 되면, 도 4에 나타내는 바와 같이 중장비에 사용되는 무한궤도 부품인 베어링(10)이 제작된다.
상기와 같이 베어링(10)의 천공구멍(20)에 대하여 수직으로 터진 핀홀(30)을 가공할 때, 하기의 실시예와 같이, 천공구멍(20)의 천공부위(L1)까지 드릴링한 다음, 천공구멍(20)의 천공부위(L2)까지 엔드밀링 하고, 또 다시 천공구멍(20)의 천공부위(L3)까지 드릴링한 다음, 다시 천공구멍(20)의 천공부위(L1)에서 천공구멍(20)의 천공부위(L3)까지 엔드밀링으로 가공할 때, 공구의 밀림 방지나 천공구멍(20)에 대하여 정확한 위치로 터진 핀홀(30)을 가공할 수 있도록 하기 위하여 드릴링 가공 때보다 엔드밀링 가공시 가공지름을 1mm 더 크게 가공한다.
즉, 터진 핀홀(30)과 동일한 치수로 천공구멍(20)과 인접해서 수직으로 가공하게 되면, 공구의 밀림 현상이 발생하게 되고, 또 터진 핀홀(30)의 지름보다 1mm 더 작게 가공하게 되면, 천공구멍(20)에 대하여 인접한 위치로 정확하게 가공할 수 없는 문제가 발생하게 되므로, 엔드밀링시 터진 핀홀(30)의 지름보다 1mm 크게 가공하는 것이 바람직한 것이다.
그리고 마지막으로 핀홀을 정해진 공차로 정밀 가공하기 위해서는 리머를 사용하여 리밍하면 되는 것이다.
(실시예)
구분 1차 드릴링
(제1공정)		 1차 엔드밀링
(제2공정)		 2차 드릴링
(제3공정)		 2차 엔드밀링
(제4공정)		 reaming
(제5공정)
치수 21 22 21 22 22.3
구간 L1 L1 ~ L2 L3 L1 ~ L3
또는 L4		 L1 ~ L3
또는 L5
10. 베어링 20. 천공구멍
30. 터진 핀홀 L1, L2, L3, L4, L5 천공부위
D/R. 드릴링 E/D. 엔드밀링

Claims (4)

  1. 베어링(10)에 미리 가공된 축조립용 천공구멍(20)과 직각방형으로 인접하여 천공구멍(20)의 천공부위(L1, 막힌 구간)까지 드릴링(D/R) 하여 가공하는 제1 공정;
    상기 천공구멍(20)의 천공부위(L1)에서 천공구멍(20)의 천공부위(L2, 터진 구간)까지 엔드밀링(E/D) 하여 가공하는 제2 공정;
    상기 천공구멍(20)의 천공부위(L2)에서 천공구멍(20)의 천공부위(L3, 막힌 구간)까지 드릴링(D/R) 하여 가공하는 제3 공정;
    상기 천공구멍(20)의 천공부위(L1)에서 천공구멍(20)의 천공부위(L3)까지 엔드밀링(E/D) 하여 터진 핀홀(30)이 확공되게 가공하는 제4 공정;
    상기 터진 핀홀(30)을 리머(reamer)를 사용하여 정해진 공차를 맞추기 위한 리밍(reaming) 가공하는 제5 공정; 을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 머시닝센터를 이용한 베어링의 터진 핀홀 가공방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 엔드밀링(E/D) 가공은 드릴링(D/R) 가공할 때 보다 가공지름을 1mm 더 크게 가공하는 것을 특징으로 하는 머시닝센터를 이용한 베어링의 터진 핀홀 가공방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 리밍(reaming)가공은 엔드밀링(E/D) 가공시의 가공지름 보다 크게 가공하는 것을 특징으로 하는 머시닝센터를 이용한 베어링의 터진 핀홀 가공방법.
  4. 삭제
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