KR101672917B1

KR101672917B1 - 난삭재 가공을 위한 피스톤제조금형용 지그

Info

Publication number: KR101672917B1
Application number: KR1020150159508A
Authority: KR
Inventors: 서충배
Original assignee: 서충배; 동서페더럴모굴 주식회사
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2016-11-04

Abstract

본 발명은 CNC 선반의 스핀들에 장착함으로써 보다 용이하게 피스톤 제조금형의 일부품을 절삭가공할 수 있도록 하는 피스톤제조금형용 지그에 관한 것이다. 그 구성은; CNC선반의 스핀들에 고정 설치되는 것으로서; 상기 스핀들에 볼트로서 고정될 수 있도록 볼트체결공이 베이스판; 주축대를 향하고 있는 상기 베이스판 전면(前面)에 마련되는 공작물고정대;를 포함하되; 상기 공작물고정대는 막대 형태로 되어 있는 4개의 단위고정대를 포함하며, 상기 단위고정대는 체결볼트에 의해 상기 베이스판에 고정되며, 공작물은 상기 공작물고정에 의해 압박됨으로써 상기 베이스판 위에 접촉된 상태에서 고정되는 것을 특징으로 한다.

Description

난삭재 가공을 위한 피스톤제조금형용 지그{Jig For Piston Mold That containing Hard Material}

본 발명은 피스톤제조금형용 지그에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 CNC 선반의 스핀들에 장착함으로써 보다 용이하게 피스톤 제조금형의 일부품을 절삭가공할 수 있도록 하는 피스톤제조금형용 지그에 관한 것이다.

차량엔진용 피스톤은 통상 중력주조 방식에 의해 기본적 형태가 갖추어지며, 이 후 부분적인 절삭가공을 통해 완성된다. 피스톤의 주조를 위해서는 주조금형이 필요하게 되는데, 피스톤의 형태적 특성상 주조금형의 구조가 복잡하게 구성되게 된다. 즉 피스톤의 제조를 위해서는 몇 개의 구성품으로 조합되어 있는 금형어셈블 리가 필요하게 되는데, 본 발명은 그중 하나의 구성품을 가공하기 위한 지그에 관한 것이다.

도 1에 도시된 것은 본 발명을 적용시키기 위한 금형어셈블리의 한 구성품(100)의 일부절개사시도이다. 이 구성품(100)은 피스톤의 외형을 결정하기 위한 것으로서 2개의 단위구성품이 조합되어 하나의 구성품을 이루고 있으며 중심에 피스톤의 직경에 대응하는 센터구멍(101)과 그 내부에 센터구멍보다 직경이 큰 확장공(102)이 마련되어 있다.

피스톤의 구경이 각 차량마다 다른 관계로 이러한 구성품의 규모도 제각각이다. 그러므로 이러한 구성품은 통상 수동선반에 설치하고 세팅한 다음 거의 수작업에 의해 홈가공을 하여야 했다.

그러나 구성품의 규격이 차종마다 다르므로 그에 맞는 구성품을 가공할 때마다 선반을 새로 세팅하고 구성품(100)을 선반에 장착하여야 했는데, 이러한 사전작업은 매우 번거로워 구성품을 가공하는 전체 작업시간이 늘어나게 되는 요인이 되었다.

한편 피스톤제조금형의 소재와 관련하여 금형의 내마모성 향상을 위하여 강도가 높은 소재를 부분적으로 채용하는 경우가 있는데, 이렇게 이종재질이 복합된 금형은 절삭가공이 어려우므로 이의 가공을 위한 특별한 지그 및 CNC선반을 이용한 절삭프로그램의 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 특허출원 제10-2009-7023553호 대한민국 특허출원 제10-2013-0167152호

위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은, 피스톤을 제조하기 위한 금형어셈블리의 한 구성품을 가공함에 있어서, 그 구성품을 CNC선반을 이용하여 가공할 수 있게 하는 지그를 제공하는 것에 있다. 이에 의해 차종에 따라 사이즈가 다른 여러 피스톤 금형을 보다 용이하게 가공할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다. 또한 강성이 뛰어나 가공이 어려운, 즉 난삭재로 구성된 피스톤 제조금형의 절삭 가공을 보다 편리하게 시행할 수 있게 하는 지그 내지 그 가공 프로그램을 시행할 수 있는 근간을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적은, CNC선반의 스핀들에 고정 설치되는 것으로서;

상기 스핀들에 볼트로서 고정될 수 있도록 볼트체결공이 베이스판; 주축대를 향하고 있는 상기 베이스판 전면(前面)에 마련되는 공작물고정대;를 포함하되;

상기 공작물고정대는 막대 형태로 되어 있는 4개의 단위고정대를 포함하며, 상기 단위고정대는 체결볼트에 의해 상기 베이스판에 고정되며, 공작물은 상기 공작물고정에 의해 압박됨으로써 상기 베이스판 위에 접촉된 상태에서 고정되는 것을 특징으로 하는 피스톤제조금형용 지그에 의해 달성된다.

본 발명의 특징에 의하면, 상기 공작물고정대는;

상기 베이스판 상면에 고정설치되는 2개의 고정바;

상기 고정바가 설치되어 있지 않은 곳의 베이스판 가장자리에 고정되는 지지바;

일측은 상기 지지바에 지지되며 타측은 공작물의 측면에 지지되는 것으로서 볼트에 의해 체결시 체결정도에 따라 상기 공작물을 향해 전진함으로써 쐐기 형태로 상기 공작물과 상기 지지바 사이에 끼워지게 되는 쐐기바;를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 공작물 또는 지지바와 접하고 있는 상기 쐐기바의 측면은 테이퍼면으로 되어 있을 수 있다.

본 발명에 따르면, 여러 종류의 난삭재로 되어 있는 피스톤 제조금형의 가공시 CNC 선반의 스핀들에 육면체 형태로 되어 있는 공작물을 고정시킬 수 있는 지그가 제공된다. 이에 의하면 공작물을 편리하게 CNC선반에 장착할 수 있으며, 공작물의 크기가 차종에 의해 조금씩 다른 경우에도 항상 중심에 공작물을 고정시킬 수 있어 공작물의 세팅이 용이하게 되어 있는 피스톤금형용 지그가 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 공작물의 절개 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 난삭재 가공을 위한 피스톤제조금형용 지그의 설치상태를 도시하는 CNC선반의 개략 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 난삭재 가공을 위한 피스톤제조금형용 지그의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 난삭재 가공을 위한 피스톤제조금형용 지그의 설치상태의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 난삭재 가공을 위한 피스톤제조금형용 지그의 분해 사시도이다.
도 5은 도 3의 A-A선을 따라 취한 단면도이다.
도 6은 도 3의 B-B선을 따라 취한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다.

본 발명의 난삭재 가공을 위한 피스톤제조금형용 지그(5, 이하 단지 '지그'라 한다)는 척을 대신하여 CNC선반(1)의 스핀들(3)에 고정되어 사용되는 것이다. 그래서 본 발명의 지그(5)는 마치 척과 유사한 기능을 수행한다. 통상의 CNC 선반(1)은 봉재 또는 선재를 처킹하여 사용하는 것이지만 본 발명에 의하면 블록 형태로 된 피스톤제조금형을 파지할 수가 있게 되는 것이다. CNC선반(1)은 공지의 장치로서 주축모터에 의해 고속회전 가능하게 설치되는 스핀들(3), 각종 공구가 설치되는 공구대(7), 및 공구대(7)를 전후좌우 이동시키기 위한 공구대이동부(9)를 포함하고 있다.

본 발명의 지그(5)는 피스톤제조금형인 공작물(100)을 파지하기 위한 것이다. 피스톤제조금형(5)은 도 1에 도시된 것처럼 중심에 캐비티 형성을 위한 홈(101)과 금형부품의 설치를 위한 홈(102)을 포함할 수 있다 이들 홈(101,102)는 주물에 의해 제작할 수 없으며 선반을 이용한 절삭가공을 통해 제작될 수 있다. 피스톤제조금형(100)의 부피가 커서 종래에는 이를 범용선반을 이용하여 제작하였으나, 본 발명의 지그에 의하면 CNC선반에 고정시키고 가공할 수 있게 된다.

지그(5)는 스핀들(3)에 고정되는 베이스판(11)과; 공구대(7)를 향하고 있는 상기 베이스판(11)의 전면(前面)에 마련되는 공작물고정대(17,17',19,19')를 포함한다.

베이스판(11) 중심에는 스핀들(3)을 결합시키기 위한 센터공(12)이 마련되고, 센터공(12) 주변에는 스핀들의 볼트공(3a)에 볼트결합시키기 위한 복수의 볼트공(13)이 마련된다.

베이스판(11)은 원판 형태로 되어 있으며, 공작물고정대(17,17',19,19')는 사각 프레임 형태로 배치된다. 공작물고정대(17,17',19,19')는 베이스판(11) 상면으로부터 돌출되게 설치되며 공작물(100)의 측면을 압박할 수 있는 구조로 되어 있다.

공작물고정대(17,17',19,19')는 4개의 단위고정대로 구성되며, 이들 단위고정대는 2개의 고정바(17,17')와 2개의 쐐기바(19,19')로 구성된다.

고정바(17,17')는 엘(L)자 형태로 배치된다. 각 고정바(17,17')는 베이스판(11) 상면에 마련된 그루브 형태의 안착홈(15,15')에 면밀하게 끼워진다. 안착홈(15,15')에 끼워진 고정바(17,17')는 베이스판(11)의 반경방향으로 유동될 수 없게 된다. 고정바(17,17')는 복수 개의 볼트로써 베이스판(11) 상면으로부터 일정 높이로 돌출되게끔 고정 설치된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 공작물고정대(17,17',19,19')가 베이스판(11) 위에 놓인 공작물(100)의 측면을 압박할 수 있도록 공작물조임수단을 더 포함한다.

공작물조임수단은 엘(L)자 형태로 배치되는 2개의 쐐기바(19,19')를 포함한다. 쐐기바(19,19')는 공작물(100)의 측면을 강하게 압박하기 위한 것이다. 쐐기바(19,19')가 뒤로 밀리지 않도록 쐐기바(19,19')의 외측에는 지지바(21,21')가 고정 설치된다. 도시되지는 않았지만 지지바(21,21')는 고정바(17,17')와 마찬가지로 안착홈(미도시됨)에 안착 고정될 수도 있다.

도 6 내지 도 7에 도시된 것처럼, 쐐기바(19,19')는 적어도 일측면에 테이퍼면(19a,19'a)으로 되어 있다. 특히 공작물(100)을 베이스판(11) 위에 올려놓은 상태에서 쐐기바(19,19')를 볼트로써 체결할 때 공작물(100)을 향해 전진함으로써 쐐기작용을 일으켜 강한 힘으로 공작물(100)을 고정시킬 수 있도록 하고 있다. 체결정도에 비례하여 공작물을 압박하는 정도가 커진다. 쐐기바(19,19')의 테이퍼면과 수평면과 이루는 각도(K)는 예각이며, 예를 들면 70 ~ 85˚가 될 수 있다.

본 실시예에 의하면 일측 쐐기바(19)의 테이퍼면(19a)은 공작물을 향해 마련되어 있으며(도 6 참조), 타측 쐐기바(19)의 테이퍼면(19'a)는 지지바(221)를 향해 마련되어 있다(도 7 참조).

도면부호 23은 걸고리로서 중량물인 지그를 호이스트 등을 이용하여 운반할 때 사용하기 위한 것이다. 걸고리(23)는 베이스(11)의 측면에 고정 설치되며 볼트 형태로 삽입 고정되는 것일 수 있다.

위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다.

1 : CNC 선반 3 : 스핀들
5 : 난삭재 가공을 위한 피스톤제조금형용 지그
11 : 베이스판 17,17',19,19': 공작물고정대
21,21' : 지지바
100 : 공작물(피스톤제조금형)

Claims

CNC선반의 스핀들에 고정 설치되는 것으로서;
상기 스핀들에 볼트로서 고정될 수 있도록 볼트체결공이 베이스판; 주축대를 향하고 있는 상기 베이스판 전면(前面)에 마련되는 공작물고정대;를 포함하되;
상기 공작물고정대는 막대 형태로 되어 있는 4개의 단위고정대를 포함하며, 상기 단위고정대는 체결볼트에 의해 상기 베이스판에 고정되며, 공작물은 상기 공작물고정에 의해 압박됨으로써 상기 베이스판 위에 접촉된 상태에서 고정되는 피스톤제조금형용 지그에 있어서,
상기 공작물고정대는;
상기 베이스판 상면에 고정설치되는 2개의 고정바;
상기 고정바가 설치되어 있지 않은 곳의 베이스판 가장자리에 고정되는 지지바;
일측은 상기 지지바에 지지되며 타측은 공작물의 측면에 지지되는 것으로서 볼트에 의해 체결시 체결정도에 따라 상기 공작물을 향해 전진함으로써 쐐기 형태로 상기 공작물과 상기 지지바 사이에 끼워지게 되는 쐐기바;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 난삭재 가공을 위한 피스톤제조금형용 지그.
삭제
제1항에 있어서,
상기 공작물 또는 지지바와 접하고 있는 상기 쐐기바의 측면은 테이퍼면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는, 난삭재 가공을 위한 피스톤제조금형용 지그.