KR101805616B1 - 디퍼런셜 케이스의 가공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디퍼런셜 케이스의 내부에 디퍼런셜 피니언 기어가 장착되는 부위를 가공하기 위한 공정을 자동화할 수 있는 방법 및 이를 구현시킬 수 있는 장치를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 양측에 피니언 샤프트가 삽입 설치되는 핀홀이 형성된 디퍼런셜 케이스에서, 상기 핀홀 각각의 디퍼런셜 케이스 내부측에 피니언 기어가 설치되는 싱크부를 가공하기 위한 방법에 있어서, 상기 디퍼런셜 케이스를 지그에 투입 고정하는 소재투입단계; 상기 투입된 디퍼런셜 케이스의 내부에 싱크부를 형성하기 위한 절삭툴을 셋팅하는 제1 공구셋팅단계; 상기 셋팅된 절삭툴로 일측의 싱크부를 형성하는 제1 가공단계; 상기 일측의 싱크부가 형성된 디퍼런셜 케이스로부터 절삭툴을 취출하고 일측의 싱크부가 형성된 디퍼런셜 케이스를 회전시키는 공구취출 및 소재회전단계; 상기 회전된 디퍼런셜 케이스의 내부에 상기 절삭툴을 셋팅하는 제2 공구셋팅단계; 상기 셋팅된 절삭툴로 타측의 싱크부를 형성하는 제2 가공단계; 및, 상기 절삭툴을 취출하고 지그에서 디퍼런셜 케이스를 취출하는 소재취출 및 소재취출단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 디퍼런셜 케이스의 가공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디퍼런셜 케이스의 내부에 디퍼런셜 피니언 기어가 장착되는 부위를 가공하기 위한 방법 및 이를 가공하기 위한 장치에 관한 것이다.
자동차에 쓰이는 디퍼런셜 기어(differential gear: 차동기어)는 차의 구동축 양쪽 바퀴의 회전속도가 다를 경우에도 양축에 고르게 회전력(토크)을 전달하기 위한 장치이다. 즉 디퍼런셜 기어는 변속기와 구동륜에 연결되는 액슬 샤프트 사이에서 구동력을 전달하는 장치로서, 선회하는 자동차의 내, 외측 구동륜의 회전속도를 다르게 조절하여 내, 외측 구동륜에 무리가 가지 않으면서 자동차의 원활한 주행을 가능하게 한다.
이러한 디퍼런셜 기어는 변속기로부터 구동력을 전달받은 드라이브 기어와 이 드라이브 기어에 볼트로 체결되는 디퍼런셜 케이스와, 이 디퍼런셜 케이스에 고정핀으로 끼워지는 피니언 샤프트와, 이 피니언 샤프트에 회전 가능하게 구속되어 서로 대향하는 한 쌍의 피니언 기어와, 이 피니언 기어에서 액슬 샤프트로 동력 전달이 가능하도록 피니언 기어와 액슬 샤프트 사이에 결합되어 서로 대향하는 한 쌍의 사이드 기어로 구성된다.
이중에서 디퍼런셜 케이스의 내부의 양측에는 상기 피어언 기어가 설치되기 위한 싱크부가 형성된다. 이러한 싱크부를 형성하기 위한 종래의 가공방법은 작업자가 수작업으로 싱크부를 가공하기 위한 절삭툴을 디퍼런셜 케이스에 투입시키고 가공이 완료된 이후 절삭툴을 취출시키게 되는 공정 흐름으로 이루어진다.
상기한 종래의 가공방법은 안전사고의 발생 및 생산효율의 저하를 유발하게 됨에 따라 이를 개선하기 위한 기술개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 디퍼런셜 케이스의 내부에 디퍼런셜 피니언 기어가 장착되는 부위를 가공하기 위한 공정을 자동화할 수 있는 방법 및 이를 구현시킬 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 함께 본 발명의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 발명의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 더욱 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디퍼런셜 케이스의 가공방법은, 양측에 피니언 샤프트가 삽입 설치되는 핀홀이 형성된 디퍼런셜 케이스(differential case)에서, 상기 핀홀 각각의 디퍼런셜 케이스 내부측에 피니언 기어가 설치되는 싱크부를 가공하기 위한 방법에 있어서, 상기 디퍼런셜 케이스를 다관절 로봇암에 설치된 소재바이스를 이용하여 지그에 투입하고, 상기 지그의 소재그립구가 상기 디퍼런셜 케이스를 고정하는 소재투입단계와, 상기 로봇암에 설치된 툴 바이스를 이용하여 상기 디퍼런셜 케이스의 내부에 절삭툴을 투입시키고, 상기 절삭툴을 구동시키는 스핀들 축을 일측의 핀홀로 삽입하여 절삭툴과 결합시켜서, 상기 디퍼런셜 케이스의 내부에 싱크부를 형성하기 위한 절삭툴을 셋팅하는 제1 공구셋팅단계와, 상기 셋팅된 절삭툴로 일측의 싱크부를 형성하는 제1 가공단계와, 상기 디퍼런셜 케이스 내부의 절삭툴을 툴바이스로 고정하는 단계와, 상기 고정된 절삭툴로부터 스핀들 축을 분리시켜 취출하는 단계와, 상기 스핀들 축이 분리된 절삭툴을 툴바이스로 취출하는 단계 및 상기 절삭툴이 취출된 디퍼런셜 케이스를 소재바이스로 고정한 다음 스핀들 축이 타측의 핀홀로 삽입될 수 있도록 디퍼런셜 케이스를 회전시키는 단계를 포함하는 공구취출 및 소재회전단계와, 상기 회전된 디퍼런셜 케이스의 내부에 절삭툴을 투입하는 단계 및 상기 스핀들 축을 타측의 핀홀로 삽입하여 절삭툴과 결합시키는 단계를 포함하는 제2 공구셋팅단계와, 상기 셋팅된 절삭툴로 타측의 싱크부를 형성하는 제2 가공단계 및 상기 절삭툴을 취출하고 지그에서 디퍼런셜 케이스를 취출하는 소재취출 및 소재취출단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.
디퍼런셜 케이스의 내부에 디퍼런셜 피니언 기어가 장착되는 부위를 가공하기 위한 공정을 자동화할 수 있게 됨으로써, 공정상의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 안전사고의 발생을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 생산효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 다른 효과는, 이상에서 설명한 실시예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 효과 및 산업 발전에 기여하는 잠정적 장점의 가능성들에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.
도 1은 디퍼런셜 케이스를 단면도로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 디퍼런셜 케이스의 가공방법을 순서도로 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 9는 본 발명에 따른 디퍼런셜 케이스의 가공방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 디퍼런셜 케이스의 가공방법을 순서도로 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 9는 본 발명에 따른 디퍼런셜 케이스의 가공방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 디퍼런셜 케이스(differential case)를 가공하기 위한 것으로, 자세하게 양측에 피니언 샤프트가 삽입 설치되는 핀홀(910, 930)이 형성된 디퍼런셜 케이스(900)에서, 상기 핀홀(910, 930) 각각의 디퍼런셜 케이스(900) 내부측에 피니언 기어가 설치되는 싱크부(950, 970)를 가공하기 위한 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
먼저 본 발명에 따른 디퍼런셜 케이스의 가공방법을 살펴보면 다음과 같다. 상기 도 1과 도 2 및 도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디퍼런셜 케이스의 가공방법은 소재투입단계, 제1 공구셋팅단계, 제1 가공단계, 공구취출 및 소재회전단계, 제2 공구셋팅단계, 제2 가공단계, 공구취출 및 소재취출단계를 포함하여 이루어지며 각 단계들이 순차적으로 진행된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 소재투입단계는 소재 즉 디퍼런셜 케이스(900)를 가공하기 전 지그(100) 상의 목표한 위치 즉 소재그립부(미도시)에 투입하여 고정하는 단계이다. 상기 지그(100)의 소재그립부는 고정된 디퍼런셜 케이스(900)를 디퍼런셜 케이스(900)의 길이방향 중심축을 기준으로 축회전 가능하게 설치되어 핀홀(910, 930)의 위치를 회전함에 따라 변경할 수 있게 된다. 이러한 소재투입단계는 디퍼런셜 케이스(900)의 싱크부(950, 970)를 가공하는 절삭툴(500)의 이동을 가능케 하는 소재바이스(310) 및 툴바이스(330)가 설치된 로봇암(300)의 구동에 의해 이루어진다. 따라서 공급되는 디퍼런셜 케이스(900)는 상기 소재바이스(310)에 의해 지그 상에 투입된 이후 고정된다.
그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 공구셋팅단계는 투입된 디퍼런셜 케이스(900)의 내부에 싱크부(950, 970)를 형성하기 위한 절삭툴(500)을 셋팅하는 단계이다. 자세하게 상기 제1 공구셋팅단계는 디퍼런셜 케이스(900)의 내부에 절삭툴(500)을 툴바이스(330)를 이용해 투입하는 단계 및, 상기 절삭툴(500)을 회전 구동시키는 스핀들 축(700)을 일측의 핀홀(910)로 삽입하여 절삭툴(500)과 결합시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
이와 함께 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 가공단계는 셋팅된 절삭툴(500)로 일측의 싱크부(950)를 형성하는 단계이다. 이러한 상기 제1 가공단계는 절삭툴(500)이 셋팅된 이후 툴바이스(330)가 디퍼런셜 케이스(900)로부터 이격된 다음 셋팅된 절삭툴(500)을 구동시키면서 가압함에 따라 일측의 싱크부(950)를 형성하는 단계이다.
다음으로 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 공구취출 및 소재회전단계는 일측의 싱크부(950)가 형성된 디퍼런셜 케이스(900)로부터 절삭툴(500) 및 스핀들 축(700)을 취출하고 디퍼런셜 케이스(900)를 180도 회전시키는 단계이다. 이러한 상기 공구취출 및 소재회전단계는 디퍼런셜 케이스(900) 내부의 절삭툴(500)을 툴바이스(330)로 고정하는 단계와, 상기 툴바이스(330)에 고정된 절삭툴(500)로부터 스핀들 축(700)을 분리시켜 디퍼런셜 케이스(900) 내부로부터 취출하는 단계와, 상기 스핀들 축(700)이 분리된 절삭툴(500)을 툴바이스(330)로 디퍼런셜 케이스(900) 내부로부터 취출하는 단계 및, 상기 절삭툴(500)이 취출된 디퍼런셜 케이스(100)를 소재바이스(310)로 고정한 다음 스핀들 축(700)이 타측의 핀홀(930)로 삽입될 수 있도록 지그(100)의 소재그립부가 디퍼런셜 케이스(900)를 180도 회전시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
이어서 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제2 공구셋팅단계는 회전된 디퍼런셜 케이스(900)의 내부에 절삭툴(500)을 셋팅하는 단계이다. 이러한 상기 제2 공구셋팅단계는 회전된 디퍼런셜 케이스(900)의 내부로 절삭툴(500)을 툴바이스(330)를 이용해 투입하는 단계 및, 상기 스핀들 축(700)을 타측의 핀홀(930)로 삽입하여 절삭툴(500)과 결합시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
그리고 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제2 가공단계는 셋팅된 절삭툴(500)로 타측의 싱크부(970)를 형성하는 단계이다. 이러한 상기 제2 가공단계는 절삭툴(500)이 셋팅된 이후 툴바이스(330)가 디퍼런셜 케이스(900)로부터 이격된 다음 셋팅된 절삭툴(500)을 구동시키면서 가압함에 따라 타측의 싱크부(950)를 형성하는 단계이다.
이와 함께 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 공구취출 및 소재취출단계는 절삭툴(500)을 취출하고 지그(100) 상에서 디퍼런셜 케이스(900)를 취출하는 단계이다. 이러한 상기 공구취출 및 소재취출단계는 디퍼런셜 케이스(900) 내부의 절삭툴(500)을 툴바이스(330)로 고정하는 단계와, 상기 툴바이스(330)에 고정된 절삭툴(500)로부터 스핀들 축(700)을 분리시켜 디퍼런셜 케이스(900) 내부로부터 취출하는 단계와, 상기 스핀들 축(700)이 분리된 절삭툴(500)을 툴바이스(330)로 디퍼런셜 케이스(900) 내부로부터 취출하는 단계 및, 상기 절삭툴(500)이 취출된 디퍼런셜 케이스(100)를 소재바이스(310)로 고정한 다음 디퍼런셜 케이스(900)의 외부로 취출시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
아래에서는 상기의 본 발명에 따른 디퍼런셜 케이스의 가공방법을 구현하기 위한 본 발명에 따른 디퍼런셜 케이스의 가공장치를 설명하기로 한다.
이러한 디퍼런셜 케이스의 가공장치는 로봇암(300) 및 스핀들 축(700)을 포함하여 이루어진다. 상기 로봇암(300)은 여러개의 축을 기준으로 회동 가능하며 다절 구성으로 길이조절이 가능하도록 다축 및 다관절로 이루어지는 구성을 따른다. 이러한 상기 로봇암(300) 상에는 지그(100) 상에 디퍼런셜 케이스(900)의 투입 또는 취출 또는 회전을 가능케 하는 소재바이스(310) 및, 디퍼런셜 케이스(900)의 내부에 싱크부(950, 970)를 형성하기 위한 절삭툴(500)의 투입 또는 취출을 가능케 하는 툴 바이스(330)가 설치된다.
그리고 상기 스핀들 축(700)은 핀홀(910, 930)로 삽입되어 절삭툴(500)과 결합됨에 따라 절삭툴(500)을 회전 구동시키면서 가압하여 싱크부(950, 970)를 형성을 가능케 한다. 이러한 상기 스핀들 축(700) 및 지그(100)는 머시닝 센터(Machining Center Tooling System)와 연동시켜 작동되는 구조를 따르는 것이 바람직할 것이다.
이상과 같이 본 발명의 기술적 사상은 디퍼런셜 케이스의 내부에 디퍼런셜 피니언 기어가 장착되는 부위를 가공하기 위한 공정을 자동화할 수 있는 방법 및 이를 구현시킬 수 있는 장치를 제공하는 것임을 알 수 있다.
아울러 이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 지그
300: 로봇암
310: 소재바이스
330: 툴바이스
500: 절삭툴
700: 스핀들 축
900: 디퍼런셜 케이스
910, 930: 핀홀
950, 970: 싱크부
300: 로봇암
310: 소재바이스
330: 툴바이스
500: 절삭툴
700: 스핀들 축
900: 디퍼런셜 케이스
910, 930: 핀홀
950, 970: 싱크부
Claims (5)
- 양측에 피니언 샤프트가 삽입 설치되는 핀홀이 형성된 디퍼런셜 케이스(differential case)에서, 상기 핀홀 각각의 디퍼런셜 케이스 내부측에 피니언 기어가 설치되는 싱크부를 가공하기 위한 방법에 있어서,
상기 디퍼런셜 케이스를 다관절 로봇암에 설치된 소재바이스를 이용하여 지그에 투입하고, 상기 지그의 소재그립구가 상기 디퍼런셜 케이스를 고정하는 소재투입단계;
상기 로봇암에 설치된 툴 바이스를 이용하여 상기 디퍼런셜 케이스의 내부에 절삭툴을 투입시키고, 상기 절삭툴을 구동시키는 스핀들 축을 일측의 핀홀로 삽입하여 절삭툴과 결합시켜서, 상기 디퍼런셜 케이스의 내부에 싱크부를 형성하기 위한 절삭툴을 셋팅하는 제1 공구셋팅단계;
상기 셋팅된 절삭툴로 일측의 싱크부를 형성하는 제1 가공단계;
상기 디퍼런셜 케이스 내부의 절삭툴을 툴바이스로 고정하는 단계와, 상기 고정된 절삭툴로부터 스핀들 축을 분리시켜 취출하는 단계와, 상기 스핀들 축이 분리된 절삭툴을 툴바이스로 취출하는 단계 및 상기 절삭툴이 취출된 디퍼런셜 케이스를 소재바이스로 고정한 다음 스핀들 축이 타측의 핀홀로 삽입될 수 있도록 디퍼런셜 케이스를 회전시키는 단계를 포함하는 공구취출 및 소재회전단계;
상기 회전된 디퍼런셜 케이스의 내부에 절삭툴을 투입하는 단계 및 상기 스핀들 축을 타측의 핀홀로 삽입하여 절삭툴과 결합시키는 단계를 포함하는 제2 공구셋팅단계;
상기 셋팅된 절삭툴로 타측의 싱크부를 형성하는 제2 가공단계; 및,
상기 절삭툴을 취출하고 지그에서 디퍼런셜 케이스를 취출하는 소재취출 및 소재취출단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디퍼런셜 케이스의 가공방법.
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