KR101896770B1

KR101896770B1 - 호닝툴 장치

Info

Publication number: KR101896770B1
Application number: KR1020160113085A
Authority: KR
Inventors: 신민규; 최동구; 임동식
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-09-02
Filing date: 2016-09-02
Publication date: 2018-09-07
Also published as: KR20180026113A

Abstract

본 발명은 호닝툴 장치에 관한 것으로서, 특히 스핀들에 회전 가능하게 장착되는 홀더와; 상기 홀더로부터 길이방향으로 연장 형성되는 바 형상의 바디와; 상기 바디에 구비되어 피가공부재의 홀 크기를 조정하여 연삭 가공하는 호닝스톤으로 구성되어, 실린더 블록의 크랭크 보어 홀 가공 설비에서 기종(가공 소재) 변경에 따른 홀 크기 변경 시 호닝툴을 교체하지 않고도 홀 가공이 가능하게 하여 작업 편의성을 향상시키고, 설비 유연화 대응에 용이하게 하여 개발 비용을 저감시킴으로써 비용 발생을 최저화시키는데 효과가 있도록 하는 것이다.

Description

호닝툴 장치{Honing tool device}

본 발명은 호닝툴 장치에 관한 것으로서, 특히 실린더 블록의 크랭크 보어 홀 가공 설비에서 기종(가공 소재) 변경에 따른 홀 크기 변경 시 호닝툴을 교체하지 않아도 홀 가공이 가능하게 하기 위한 호닝툴 장치에 관한 것이다.

일반적으로 호닝(honing)은 숫돌로 공작물을 가볍게 문질러 정밀다듬질을 하는 기계가공법으로, 보통 원통내면(圓筒內面)의 다듬질법으로 발달되어 왔으나 최근에는 외면 호닝이나 평면 호닝도 실시되고 있다.

또한, 호닝 가공에서 연마하는 숫돌(연마재, 주로 다이아몬드, 지석)은 긴 육면체의 형상으로 형성하고, 숫돌은 원통형 형상의 호닝툴에 부착되는데, 호닝툴은 둘레를 따라 숫돌이 설치되는 홈이 형성되어, 호닝툴의 숫돌이 고정되고, 호닝툴이 회전하면, 숫돌에 의해 연마가 이루어지도록 한다.

그러나, 종래의 호닝툴은 피가공부재의 홀을 가공할 때 전용 호닝툴을 이용해야만 가공이 가능한 구조이기 때문에 홀 확장 시에는 스톤을 확장시킨 다른 호닝툴을 적용시켜 구동해야 하기 때문에 작업 편의성이 저하되고 비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 호닝툴 장치에 관한 것으로서, 특히 실린더 블록의 크랭크 보어 홀 가공 설비에서 기종(가공 소재) 변경에 따른 홀 크기 변경 시 호닝툴을 교체하지 않아도 홀 가공이 가능하게 하기 위한 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 호닝툴 장치는, 스핀들에 회전 가능하게 장착되는 홀더와, 홀더로부터 길이방향으로 연장 형성되는 바 형상의 바디와, 바디에 구비되어 피가공부재의 홀 크기를 조정하여 연삭 가공하는 호닝스톤과, 바디 전단에 회전 가능하게 구비되며, 호닝스톤과 연결되어 호닝스톤의 외경을 조절하는 조정블록과, 바디 내부에 구비되며, 조정블록과 연결되어 조정블록 회전 시 길이방향으로 이동 가능한 댐퍼와, 호닝스톤이 위치하는 바디 내부에 배치되되, 댐퍼와 연결되며, 호닝스톤의 외경을 조절하는 조정부를 포함하며, 조정블록의 일단에는 너트부가 구비되며, 댐퍼의 타단에는 볼트부가 구비되며, 조정부는, 일측은 댐퍼의 내측에 수용되되, 댐퍼와 간접적으로 연결되어, 길이방향으로 이동 가능하게 구비되고, 타측은, 외주면에 소정각도 테이퍼가 형성되는 콘과, 외측면은 호닝스톤 내측에 고정되고, 내주면은 콘의 테이퍼에 밀착되어 콘 이동에 따라 호닝스톤의 외경을 조절하는 슈를 포함하며, 호닝스톤의 중앙부는, 수평하게 형성되며, 전단부는, 전방을 향해 경사지게 형성되고, 후단부는, 후방을 향해 경사지게 형성되며, 조정블록과 댐퍼 사이에는 조정블록의 너트부와 댐퍼의 볼트부를 밀착시켜 호닝스톤이 확장되는 방향의 백래쉬를 제거하는 제1 스프링이 구비되며, 댐퍼의 일단에는 개구가 형성되되, 개구에 수직되게 턱이 지도록 형성되며, 개구에 콘의 일측의 외면을 감싸는 제2 스프링이 삽입되며, 제2 스프링은, 턱에 의해 지지되어, 콘을 댐퍼의 일단에서 타단을 향하는 방향으로 탄성적으로 이동되게 복원력을 부여하도록 구성된다.

삭제

상기 바디에 구비되며, 상기 호닝스톤 일단과 타단에 위치하여 상기 피가공부의 홀 가공 시 상기 홀을 따라 상기 바디를 지지하는 프런트가이드와 리어가이드를 더 포함하도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 호닝툴 장치는, 스핀들에 회전 가능하게 장착되는 홀더와, 홀더로부터 길이방향으로 연장 형성되는 바디에 구비되며, 피가공부재의 홀 크기를 조정하여 연삭 가공하는 호닝스톤과, 바디 전단에 회전 가능하게 구비되며, 호닝스톤과 연결되어 호닝스톤의 외경을 조절하는 조정블록과, 바디 내부에 구비되며, 조정블록과 연결되어 조정블록 회전 시 길이방향으로 이동 가능한 댐퍼와, 호닝스톤이 위치하는 바디 내부에 배치되되, 댐퍼와 연결되며, 호닝스톤의 외경을 조절하는 조정부를 포함하며, 조정블록의 일단에는 너트부가 구비되며, 댐퍼의 타단에는 볼트부가 구비되며, 조정부는, 일측은 댐퍼의 내측에 수용되되, 댐퍼와 간접적으로 연결되어, 길이방향으로 이동 가능하게 구비되고, 타측은, 외주면에 소정각도 테이퍼가 형성되는 콘과, 외측면은 호닝스톤 내측에 고정되고, 내주면은 콘의 테이퍼에 밀착되어 콘 이동에 따라 호닝스톤의 외경을 조절하는 슈를 포함하며, 호닝스톤의 중앙부는, 수평하게 형성되며, 전단부는, 전방을 향해 경사지게 형성되고, 후단부는, 후방을 향해 경사지게 형성되며, 조정블록과 댐퍼 사이에는 조정블록의 너트부와 댐퍼의 볼트부를 밀착시켜 호닝스톤이 확장되는 방향의 백래쉬를 제거하는 제1 스프링이 구비되며, 댐퍼의 일단에는 개구가 형성되되, 개구에 수직되게 턱이 지도록 형성되며, 개구에 콘의 일측의 외면을 감싸는 제2 스프링이 삽입되며, 제2 스프링은, 턱에 의해 지지되어, 콘을 댐퍼의 일단에서 타단을 향하는 방향으로 탄성적으로 이동되게 복원력을 부여하도록 구성된다.

삭제

이상과 같은 본 발명은 실린더 블록의 크랭크 보어 홀 가공 설비에서 기종(가공 소재) 변경에 따른 홀 크기 변경 시 호닝툴을 교체하지 않고도 홀 가공이 가능하게 하여 작업 편의성을 향상시키고, 설비 유연화 대응에 용이하게 하여 개발 비용을 저감시킴으로써 비용 발생을 최저화시키는데 효과가 있는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 호닝툴 장치의 실시예를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 호닝툴 장치를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 호닝툴 장치를 이용한 홀 가공 이전 상태를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 호닝툴 장치를 이용한 홀 가공 상태를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 호닝툴 장치를 도시하는 단면도,
도 6은 본 발명의 호닝툴 장치의 호닝스톤을 도시하는 단면도,

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 호닝툴 장치는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 스핀들(1)에 장착되는 홀더(110)와, 홀더(110)에 형성되는 바디(120)와, 바디(120)에 구비되며 홀 크기를 조정하는 호닝스톤(130)을 포함한다.

우선, 본 발명은 피가공부재(2)에 홀을 발생시키기 위한 장치로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 일단에는 피가공부재(2)가 위치하며, 타단에는 피가공부재(2)에 홀을 형성시킬 수 있도록 회전 가능한 스핀들(1)이 구비된 상태에서 스핀들(1)에 본 발명인 호닝툴 장치(100)가 삽입되는 것을 기본으로 한다.

한편, 본 발명에서 피가공부재(2)의 홀은 도면에 도시된 바와 같이 엔진의 실린더 블록의 크랭크 보어 홀인 것을 기준으로 설명하지만, 반드시 엔진 실린더 블록에 한정할 필요는 없으며 홀 가공이 가능한 다른 여러 부품에도 적용될 수 있게 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 홀더(110)는 일단이 스핀들(1)에 회전 가능하게 장착된다.

바디(120)는 바 형상으로 이루어져 홀더(110)로부터 길이방향으로 연장 형성된다.

호닝스톤(130)은 바디(120) 중앙부에 구비되어 스핀들(1) 회전 시 바디(120)와 함께 회전하면서 피가공부재(2)의 홀 크기를 조정하면서 연삭 가공이 가능하게 한다.

이때, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 바디(120) 전단에는 호닝스톤(130)의 외경을 조절하는 조정블록(140)이 회전 가능하게 구비되도록 한다.

여기서, 호닝스톤(130)의 외경을 조절하기 위해서는 조정블록(140)과 호닝스톤(130)이 연결되게 하여 바디(120) 회전 시 호닝스톤(130)의 외경을 조절하는 것이 가능하게 한다.

또한, 바디(120) 내부에는 이동 가능한 댐퍼(150)가 구비되도록 하며, 댐퍼(150)는 조정블록(140)과 연결되어 조정블록(140) 회전 시 길이방향으로 이동하는 것이 가능하게 한다.

이때, 조정블록(140) 일단에는 너트부(141)가 구비되며, 댐퍼(150) 타단에는 볼트부(151)가 구비되도록 하여 조정블록(140)과 댐퍼(150)를 상호 연결시키도록 한다.

또한, 조정블록(140)과 댐퍼(150) 사이에는 제1 스프링(S)이 구비되도록 하여 조정블록(140)의 너트부(141)와 댐퍼(150)의 볼트부(151)를 밀착시켜 호닝스톤(130)이 확장되는 방향의 백래쉬를 제거하도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 호닝스톤(130)이 위치하는 바디(120) 내부에는 댐퍼(150)와 연결되는 조정부(160)가 구비되도록 하여 조정부(160)를 통해 호닝스톤(130)의 외경을 조절할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이때, 조정부(160)는 댐퍼(150)와 연결되는 콘(161)과, 호닝스톤(130)과 콘(161) 사이에 구비되는 슈(162)로 이루어진다.

콘(161)은 댐퍼(150)와 연결되며, 길이방향으로 이동 가능하게 구비되고, 외주면에 소정각도의 테이퍼가 형성된다.

슈(162)는 외측면은 호닝스톤(130) 내측에 고정되고, 내주면은 콘(161)의 테이퍼에 밀착되어 콘(161) 이동에 따라 호닝스톤(130)의 외경을 조절하도록 한다.

한편, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 호닝스톤(130)의 중앙부(132)는 수평하게 형성되며, 전단부(131)는 전방을 향해 경사지게 형성되고, 후단부(133)는 후방을 향해 경사지게 형성되도록 하여 피가공부재(2)의 홀 가공이 용이하게 한다.

또한, 바디(120)의 호닝스톤(130) 일단과 타단에는 프런트가이드(121)와 리어가이드(122)가 구비되도록 하여 피가공부의 홀 가공 시 홀을 따라 바디(120)를 지지하도록 한다.

이하, 본 발명의 호닝툴 장치에 대한 작동 원리를 설명하면 다음과 같다.

A. 먼저 본 발명인 호닝툴 장치(100)의 조정블록(140)을 이용하여 피가공부재(2)의 목표 가공 치수에 맞도록 호닝스톤(130) 외경을 정확하게 설정한다.

이때, 조정블록(140)을 회전 시키면 조정블록(140)의 끝단에 구비된 너트부(141)가 회전하여 댐퍼(150)와 연결된 볼트부(151)를 직선으로 이동시킨다. 여기서 댐퍼(150)가 볼트부(151)에 의해 이동되면 댐퍼(150)와 연결된 콘(161)이 함께 움직인다. 또한, 콘(161)과 슈(162)는 테이퍼로 밀착되어 있으며 콘(161)이 움직이면 슈(162)는 테이퍼 각도만큼 확장 또는 축소되며, 결국 슈(162)에 부착되어 있는 호닝스톤(130)이 확장 또는 축소된다.

한편, 호닝스톤(130)의 확장 또는 축소 조정 능력은 조정블록(140)의 너트부(141)의 나사 피치와 슈(162)와 콘(161)이 밀착되어 있는 테이퍼 각도에 의하여 결정된다. 본 발명에서는 조정블록(140)의 90도 회전당 호닝스톤(130)이 5㎛ 만큼 확장 또는 축소되도록 한다.

또한, 조정블록(140)과 댐퍼(150) 사이의 제1 스프링(S)은 조정블록(140)의 너트부(141)와 댐퍼(150)의 볼트부(151)를 밀착시켜 한쪽 방향(호닝스톤(130) 확장 방향)으로 발생되는 백래쉬를 제거하도록 한다.

B. 피가공부재(2)의 목표 가공 치수에 맞도록 호닝스톤(130) 외경을 정확하게 설정한 다음에는 본 발명인 호닝툴 장치(100)를 피가공부재(2) 측인 가공 위치로 이동시킨다.

C. 호닝툴 장치(100) 이동 후에는 스핀들(1)을 회전시키며 호닝툴 장치(100)를 피가공부재(2)인 엔진 실린더의 크랭크 보어 홀에 진입시킨다. 이때 프런트가이드(121)가 크랭크 보어의 홀을 따라 이동하면서 호닝툴 장치(100)를 지지하고 홀 중심부에 호닝툴 장치(100)가 위치하도록 유도한다.

D. 피가공부재(2)에 호닝툴 장치(100)를 진입시킨 후에는 호닝툴 장치(100)를 회전 및 이동(전진)하며 크랭크 보어 홀을 호닝 가공한다.

이때, 대상 소재의 가공 홀 내경이 호닝스톤(130)의 외경보다 작기 때문에 종래의 가공 방식은 스톤이 축소되어 대상 소재의 가공 홀에 진입 후 스핀들(1)의 확장 장치를 이용하여 스톤을 확장시켜 가공했지만, 본 발명은 호닝스톤(130)을 3개의 부분(전단부(131), 중앙부(132), 후단부(133))을 가진 형상으로 구비시켜, 대상 소재의 가공 홀에 진입 시 호닝스톤(130)의 전단부(131)를 따라 대상 소재 가공 홀을 가공하여 소재 홀이 점진적으로 확장되도록 유도한다.

여기서, 호닝스톤(130)의 전단부(131)를 따라 가공하면서 진입할 때 설정된 호닝스톤(130)의 경까지 연삭 불가 시 호닝스톤(130)의 전단부(131) 테이퍼면에 공구 중심으로 힘이 발생하게 되며 이 힘은 슈(162)와 콘(161)의 테이퍼 면에 전달되어 콘(161)을 뒤로 밀게 된다. 이때 콘(161)이 뒤로 밀리면 슈(162)는 콘(161)의 테이퍼 면을 따라 축소되고 그 결과 호닝스톤(130)도 축소된다.

한편, 축소된 호닝스톤(130)은 대상 소재의 가공 홀에 진입이 가능하고 호닝스톤(130)의 중앙부(132) 직선면을 따라 대상 소재 가공 홀을 가공한다. 이때 가공이 진행되는 동안 대상 소재의 가공 홀은 점진적으로 커지게 되고 그 결과 콘(161)을 뒤로 밀고 있던 힘이 점차 줄어들면 댐퍼(150)의 제2 스프링(S)에 의하여 콘(161)을 처음 설정된 위치로 복원시킨다. 이와 같은 방법으로 크랭크 보어 홀이 연속적으로 가공되는 것이다.

E. 마지막 크랭크 보어 홀까지 가공이 완료되면 후진하며 크랭크 보어 홀을 다시 호닝 가공한다. 즉, 호닝툴 장치(100)가 전진하면서 홀을 가공했던 방법과 동일하게 전진 시 미처 가공하지 못했던 부분을 추가 가공토록 한다.

이처럼, 본 발명은 스핀들(1)에 회전 가능하게 장착되는 홀더(110)와, 홀더(110)로부터 길이방향으로 연장 형성되는 바디(120)에 구비되며, 피가공부재(2)의 홀 크기를 조정하여 연삭 가공하는 호닝스톤(130)과, 바디(120) 전단에 회전 가능하게 구비되며, 호닝스톤(130)과 연결되어 호닝스톤(130)의 외경을 조절하는 조정블록(140)과, 바디(120) 내부에 구비되며, 조정블록(140)과 연결되어 조정블록(140) 회전 시 길이방향으로 이동 가능한 댐퍼(150)로 구성되어 실린더 블록의 크랭크 보어 홀 가공 설비에서 기종(가공 소재) 변경에 따른 홀 크기 변경 시 호닝툴을 교체하지 않고도 홀 가공이 가능하게 하여 작업 편의성을 향상시키고, 설비 유연화 대응에 용이하게 하여 개발 비용을 저감시킴으로써 비용 발생을 최저화시킨다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 스핀들 2 : 피가공부재
100 : 호닝툴 장치 110 : 홀더
120 : 바디 130 : 호닝스톤
140 : 조정블록 150 : 댐퍼
160 : 조정부 161 : 콘
162 : 슈

Claims

스핀들에 회전 가능하게 장착되는 홀더와;
상기 홀더로부터 길이방향으로 연장 형성되는 바 형상의 바디와;
상기 바디에 구비되어 피가공부재의 홀 크기를 조정하여 연삭 가공하는 호닝스톤과;
상기 바디 전단에 회전 가능하게 구비되며, 상기 호닝스톤과 연결되어 상기 호닝스톤의 외경을 조절하는 조정블록과;
상기 바디 내부에 구비되며, 상기 조정블록과 연결되어 상기 조정블록 회전 시 길이방향으로 이동 가능한 댐퍼와;
상기 호닝스톤이 위치하는 상기 바디 내부에 배치되되, 상기 댐퍼와 연결되며, 상기 호닝스톤의 외경을 조절하는 조정부;
를 포함하며,
상기 조정블록의 일단에는 너트부가 구비되며, 상기 댐퍼의 타단에는 볼트부가 구비되며,
상기 조정부는,
일측은 상기 댐퍼의 내측에 수용되되, 상기 댐퍼와 간접적으로 연결되어, 길이방향으로 이동 가능하게 구비되고, 타측은, 외주면에 소정각도 테이퍼가 형성되는 콘과;
외측면은 상기 호닝스톤 내측에 고정되고, 내주면은 상기 콘의 테이퍼에 밀착되어 상기 콘 이동에 따라 상기 호닝스톤의 외경을 조절하는 슈;
를 포함하며,
상기 호닝스톤의 중앙부는, 수평하게 형성되며, 전단부는, 전방을 향해 경사지게 형성되고, 후단부는, 후방을 향해 경사지게 형성되며,
상기 조정블록과 상기 댐퍼 사이에는 상기 조정블록의 너트부와 상기 댐퍼의 볼트부를 밀착시켜 상기 호닝스톤이 확장되는 방향의 백래쉬를 제거하는 제1 스프링이 구비되며,
상기 댐퍼의 일단에는 개구가 형성되되, 상기 개구에 수직되게 턱이 지도록 형성되며, 상기 개구에 상기 콘의 일측의 외면을 감싸는 제2 스프링이 삽입되며,
상기 제2 스프링은, 상기 턱에 의해 지지되어, 상기 콘을 상기 댐퍼의 일단에서 타단을 향하는 방향으로 탄성적으로 이동되게 복원력을 부여하는 호닝툴 장치.
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청구항 1에 있어서,
상기 바디에 구비되며, 상기 호닝스톤 일단과 타단에 위치하여 상기 피가공부의 홀 가공 시 상기 홀을 따라 상기 바디를 지지하는 프런트가이드와 리어가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호닝툴 장치.
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스핀들에 회전 가능하게 장착되는 홀더와;
상기 홀더로부터 길이방향으로 연장 형성되는 바디에 구비되며, 피가공부재의 홀 크기를 조정하여 연삭 가공하는 호닝스톤과;
상기 바디 전단에 회전 가능하게 구비되며, 상기 호닝스톤과 연결되어 상기 호닝스톤의 외경을 조절하는 조정블록과;
상기 바디 내부에 구비되며, 상기 조정블록과 연결되어 상기 조정블록 회전 시 길이방향으로 이동 가능한 댐퍼와;
상기 호닝스톤이 위치하는 상기 바디 내부에 배치되되, 상기 댐퍼와 연결되며, 상기 호닝스톤의 외경을 조절하는 조정부;
를 포함하며,
상기 조정블록의 일단에는 너트부가 구비되며, 상기 댐퍼의 타단에는 볼트부가 구비되며,
상기 조정부는,
일측은 상기 댐퍼의 내측에 수용되되, 상기 댐퍼와 간접적으로 연결되어, 길이방향으로 이동 가능하게 구비되고, 타측은, 외주면에 소정각도 테이퍼가 형성되는 콘과;
외측면은 상기 호닝스톤 내측에 고정되고, 내주면은 상기 콘의 테이퍼에 밀착되어 상기 콘 이동에 따라 상기 호닝스톤의 외경을 조절하는 슈;
를 포함하며,
상기 호닝스톤의 중앙부는, 수평하게 형성되며, 전단부는, 전방을 향해 경사지게 형성되고, 후단부는, 후방을 향해 경사지게 형성되며,
상기 조정블록과 상기 댐퍼 사이에는 상기 조정블록의 너트부와 상기 댐퍼의 볼트부를 밀착시켜 상기 호닝스톤이 확장되는 방향의 백래쉬를 제거하는 제1 스프링이 구비되며,
상기 댐퍼의 일단에는 개구가 형성되되, 상기 개구에 수직되게 턱이 지도록 형성되며, 상기 개구에 상기 콘의 일측의 외면을 감싸는 제2 스프링이 삽입되며,
상기 제2 스프링은, 상기 턱에 의해 지지되어, 상기 콘을 상기 댐퍼의 일단에서 타단을 향하는 방향으로 탄성적으로 이동되게 복원력을 부여하는 호닝툴 장치.
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