KR20000029444A - 크랭크축의가공방법 - Google Patents

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KR20000029444A
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스기모토 모리히로
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Abstract

가공해야할 공작물(3)의 양단을 척(4)으로 클램프한 상태에서, 회전하는 커터(5e)로 해당 공작물의 저널(3a) 및 핀(3b)을 복수 공정으로 절삭가공하는 크랭크축의 가공방법에 있어서, 상기 척의 일방에 설치한 위상 조(4c)에 의해 공작물의 위상 위치결정을 하고, 상기 양 척으로 공작물의 양단을 클램프한 후, 상기 커터를 이용해서 공작물의 저널 및 핀을 복수 공정으로 가공하고, 상기 위상 조와 커터가 간섭하는 위치에 있는 제1저널(J1)을 제외한 모든 저널 및 핀의 절삭 가공을 완료한 후, 상기 위상 조를 가지는 척을 언클램프 상태로 해서 상기 위상 조가 상기 커터와 간섭하지 않는 위치까지 퇴피시키고, 그 위치에서 상기 양 척으로 다시 공작물의 양단을 클램프한 후, 상기 커터를 이용해서 제1저널을 절삭가공하도록 한, 크랭크축의 가공방법이다.
이 가공방법에 따르면, 1개의 크랭크축 밀러로 공작물의 모든 핀과 저널을 가공할 수 있다.

Description

크랭크축의 가공방법{METHOD OF MACHINING CRANKSHAFT}
종래, 자동차 등에 탑재되는 엔진의 크랭크축에서는, 크랭크축 밀러(crankshaft miller)를 사용해서 핀과 저널을 가공하고 있다.
또, 크랭크축를 가공하는 크랭크축 밀러로는 예를들어 특개평 6-297221호 공보에 기재된 것이 공지되어 있다.
상기 공보에 기재된 크랭크축 밀러는, 핀 폭과 저널 폭보다 폭이 좁은 커터를 사용해서 공작물의 동일 부분을 예를들어 6회에 걸쳐 가공하므로, 핀 폭과 저널 폭이 다른 공작물에 대해서도 가공이 가능해진다.
또, 종래의 크랭크축 밀러로 공작물의 핀과 저널을 가공할 경우, 공작물의 회전방향의 위치 결정(위상위치결정)을 한다.
이러한 공작물의 위상 위치 결정은, 통상적으로 공작물의 일단측에 위치하는 카운터 웨이트(counter weight)에 미리 위상 위치결정용 기준시트를 가공해 두고, 공작물을 크랭크축 밀러에 도입해서 양단을 척(chuck)으로 클램프하기 전에 상기 공작물의 기준시트를 척 측의 위상 조(jaw)에 맞닿게 함으로써 이루어진다.
그러나, 종래의 크랭크축 밀러에서는, 공작물의 기준시트 측단부에 위치하는 저널을 가공할 경우, 기준시트가 접하는 위상 조가 커터와 간섭해서 이 저널의 가공이 이루어지지 못한다.
따라서, 종래에는, 이 부분의 저널을 선반 등과 같은 별도의 기계를 사용해서 별도 공정으로 가공해야 하기 때문에, 공정수가 늘어나 생산성이 나빠지고, 선반 등의 설비가 별도로 필요하므로 설비비가 증대되는 문제가 있다.
본발명은, 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 이루어진 것으로, 1개의 크랭크축 밀러로 공작물의 모든 핀과 저널을 가공할 수 있도록 한 크랭크축의 가공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본발명은 엔진 등에 사용하는 크랭크축의 가공방법에 관한 것이다.
본발명은, 이하의 상세한 설명 및 본발명의 실시예를 도시한 첨부도면에 의해 보다 잘 이해되는 것이다. 첨부도면에 도시한 실시예는, 발명을 특정시키기 위한 것이 아니라, 단순히 설명 및 이해를 용이하게 하기 위한 것이다.
도면중,
도 1 은 본발명 방법을 실시하는 크랭크축 밀러의 일예의 일부를 생략한 정면도이다.
도 2 는 상기 크랭크축 밀러의 일예의 척 부근을 도시한 확대도이다.
도 3 은 도 2 의 Ⅲ 방향에서 본 도면이다.
도 4 는 도 3 의 Ⅳ-Ⅳ선상의 단면도이다.
도 5 는 상기 크랭크축 밀러의 일예에 설치된 공작물지지대(work rest)의 정면도이다.
도 6 은 본발명에 따른 크랭크축의 가공방법의 제1실시예를 도시한 설명도이다.
도 7 은 상기 제1실시예의 설명도이다.
도 8 은 제2실시예를 도시한 설명도이다.
도 9 는 본발명 방법을 실시하는 크랭크축 밀러의 다른 예의 일부를 생략한 정면도이다.
도 10 은 제3실시예를 도시한 설명도이다.
도 11 은 상기 크랭크축 밀러의 일예에 의해 풀리샤프트가 짧은 공작물을 지지했을 때의 척 부근을 도시한 확대도이다.
도 12 는 제4실시예를 도시한 설명도이다.
도 13 은 상기 제4실시예의 설명도이다.
도 14 는 제5실시예를 도시한 설명도이다.
도 15 는 2개의 커터 유니트를 가지는 크랭크축 밀러에 의한 가공순서 설명도이다.
도 16 은 상기 가공 순서를 이용한 크랭크축 가공공정의 설명도이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본발명에 따른 크랭크축 가공방법의 일 형태는,
가공해야할 공작물의 양단을 척으로 클램프한 상태에서, 회전하는 커터로 해당 공작물의 저널 및 핀을 복수 공정으로 절삭가공하는 크랭크축의 가공방법에 있어서,
상기 척의 일방에 설치한 위상 조에 의해 공작물의 위상 위치결정을 하고,
상기 양 척으로 공작물의 양단을 클램프한 후,
상기 커터를 이용해서 공작물의 저널 및 핀을 복수 공정으로 가공하고,
상기 위상 조와 커터가 간섭하는 위치에 있는 제1저널을 제외한 모든 저널 및 핀의 절삭 가공을 완료한 후, 상기 위상 조를 가지는 척을 언클램프 상태로 만들어 상기 위상 조가 상기 커터와 간섭하지 않는 위치까지 퇴피시키고,
그 위치에서 상기 양 척으로 다시 공작물의 양단을 클램프한 후,
상기 커터를 이용해서 제1저널을 절삭가공하도록 한, 크랭크축의 가공방법이다.
또, 본발명의 제2형태는,
가공해야할 공작물의 양단을 척으로 클램프한 상태에서, 회전하는 커터로 해당 공작물의 저널 및 핀을 복수 공정으로 절삭가공하는 크랭크축의 가공방법에 있어서,
상기 척의 일방에 설치된 위상 조와 상기 커터가 간섭하지 않는 위치에서 상기 양 척으로 공작물의 양단을 클램프한 후,
상기 커터를 이용해서 공작물의 제1저널을 절삭가공하고,
상기 척을 언클램프 상태로 해서, 상기 위상 조를 가지는 척을 전진시켜서 공작물의 위상 위치결정을 하고,
상기 양 척으로 다시 공작물의 양단을 클램프한 후,
상기 커터를 이용해서 제1저널 이외의 저널 및 핀을 복수 공정으로 절삭가공하도록 한, 크랭크축의 가공방법이다.
또, 본발명의 제3형태는,
가공해야할 공작물의 양단을 척으로 클램프한 상태에서, 회전하는 커터로 해당 공작물의 저널 및 핀을 복수 공정으로 절삭가공하는 크랭크축의 가공방법에 있어서,
상기 척의 일방에 설치한 위상기준핀에 의해 공작물의 위상 위치결정을 하고,
상기 양 척으로 공작물을 클램프한 후,
상기 커터로 공작물의 저널 및 핀을 복수 공정으로 절삭가공하도록 한, 크랭크축의 가공방법이다.
또, 본발명의 제4형태는,
가공해야할 공작물의 양단을 센터로 지지하고 척으로 클램프한 상태에서, 회전하는 커터로 해당 공작물의 저널 및 핀을 복수 공정으로 절삭 가공하는 크랭크축의 가공방법에 있어서,
상기 척의 일방에 설치한 위상 조에 의해 공작물의 위상 위치결정을 하고,
상기 양 척으로 공작물의 양단을 클램프한 후,
상기 커터를 이용해서 공작물의 저널 및 핀을 복수 공정으로 가공하고,
상기 위상 조와 커터가 간섭하는 위치에 있는 제1저널을 제외한 모든 저널 및 핀의 절삭가공을 완료한 후, 상기 센터로 공작물의 양단을 지지한 상태에서 상기 위상 조를 가지는 척을 언클램프상태로 해서 상기 위상 조가 상기 커터와 간섭하지 않는 위치까지 퇴피시키고,
그 위치에서 상기 위상 조를 가지는 척으로 제1저널측 센터를 클램프한 후,
상기 커터를 이용해서 제1저널을 절삭가공하도록 한, 크랭크축의 가공방법이다.
그리고, 본발명의 제5형태는,
가공해야할 공작물의 양단을 센터로 지지하고 척으로 클램프한 상태에서, 회전하는 커터로 해당 공작물의 저널 및 핀을 복수 공정으로 절삭 가공하는 크랭크축의 가공방법에 있어서,
상기 척의 일방에 설치된 위상 조와 상기 커터가 간섭하지 않는 위치에서 상기 위상 조를 가지는 척으로 공작물의 제1저널측의 상기 센터를 클램프하고, 타방의 척으로 공작물의 반대측단을 클램프한 후,
상기 커터를 이용해서 공작물의 제1저널을 절삭가공하고,
상기 척을 언클램프상태로 해서, 상기 위상 조를 가지는 척을 전진시켜서 공작물의 위상 위치결정을 하고,
상기 양 척으로 공작물의 양단을 클램프한 후,
상기 커터를 이용해서 제1저널 이외의 저널 및 핀을 복수 공정으로 절삭가공하도록 한, 크랭크축의 가공방법이다.
상기 제1 내지 제5형태에 의해,
1개의 크랭크축 밀러로 모든 저널 및 핀을 절삭가공할 수 있으므로, 종래와 같이 다른 기계를 사용해서 별도의 공정으로 제1저널을 가공할 필요가 없다.
또, 이에 따라 공정수가 줄어들어 생산성이 향상됨과 동시에, 제1저널을 가공하기 위한 전용 기계를 필요로 하지 않으므로 설비비를 절감할 수 있다.
또, 동일 라인에서 모든 저널 및 핀을 가공할 수 있으므로, 라인의 자동화 및 무인화 운전이 가능해진다. 이 경우, 다수의 팁을 가지는 멀티에지커터(multi-edge cutter)를 사용함으로써, 단일에지커터(single edge cutter)를 사용해서 가공하는 경우에 비해 공구의 교환시기를 길게 할 수 있으므로, 기계의 가동률 향상과, 이에 따른 생산성 향상을 도모할 수 있게 된다.
그리고, 풀리샤프트(pulley shaft)가 긴 공작물에 대해서는 상기 제1 및 제2형태를, 또 풀리샤프트가 짧은 공작물에 대해서는 상기 제4 및 제5형태를 실시함으로써, 형태가 다른 공작물의 가공이 가능해지므로 범용성도 향상된다. 특히, 풀리샤프트가 짧은 공작물을 가공할 때, 퇴피시킨 척 측의 센터가 길게 돌출되더라도, 클로 부재(claw member)에 의해 센터를 클램프한 상태에서 제1저널을 절삭하므로, 절삭 반응력에 의해 센터가 흔들리는 일 없이 정밀도 높게 가공할 수 있다.
이하, 본발명의 바람직한 실시예에 따른 크랭크축의 가공방법을 첨부도면을 참조해서 설명한다.
본발명의 각 실시예를 도면을 참조해서 설명한다.
도 1 은 본발명의 크랭크축의 가공방법을 실시하는 크랭크축 밀러의 일예의 정면도이다.
도 1 에서와 같이, 베드(1) 상에 2개의 워크 헤드(work head)(2)가 접촉/이간 방향으로 이동가능하게 설치되어 있다.
이들 워크 헤드(2)의 대향면에는 저널(3a) 및 핀(3b)을 가공하는 공작물(3)의 양단을 고정하는 척(4)이 각각 설치되어 있다.
상기 척(4)은, 도 2 내지 도 4 에서와 같이, 척 본체(4a)의 중심부에, 공작물(3)의 양단면에 미리 가공되어 있는 센터공(3c)에 끼워맞춰서 공작물(3)을 지지하는 센터(4b)가 해당 척 본체(4a)에 대해 전진/후퇴 가능하게 설치되어 있다. 또, 일방의 척(4)에는, 공작물(3)의 일단측에 위치하는 카운터 웨이트(3d)에 미리 가공된 위상 위치결정용 기준시트(3e)와 접해서 공작물(3)의 위상 위치결정을 하는 위상 조(4c)와, 공작물(3)의 일단측에 설치된 풀리 샤프트(3f)를 클램프하는 3개의 클로 부재(4d)가 설치되고, 타방의 척(4)에는 공작물(3)의 타단측에 설치된 플랜지(3g)를 클램프하는 3개의 클로 부재(4d)가 설치되어 있다. 따라서, 이들 척(4)에 의해 공작물(3)의 양단을 지지 고정하게 된다.
한편, 상기 워크헤드(2) 사이의 베드(1) 위에는, 커터 유니트(5)와 공작물 지지대(6)가 각각 베드(1)의 장축방향으로 이동가능하게 설치되어 있다.
상기 커터 유니트(5)는 베드(1)의 일단측에 설치된 구동모터(7)에 의해 회전되어지는 볼나사축(8)에 나사결합되는 새들(saddle)(5a)을 가지고 있고, 이 새들(5a) 상에 새들(5a)의 이동방향과 직교하는 방향으로 이동가능한 슬라이드(5b)가 설치되어 있다.
상기 슬라이드(5b)에는 도시하지 않은 요동기구에 의해 상하방향으로 요동되는 스윙 암(swing arm)(5c)이 설치되어 있고, 이 스윙 암(5c)에는, 내주면에 다수의 팁(5d)이 설치되어 있어서 회전하는 것에 의해 이 다수의 팁(5d)으로 공작물(3)을 절삭가공하는 커터(5e)가 설치되어 있다.
또, 상기 공작물지지대(6)는, 도 5 에서와 같이, 도시하지 않은 구동수단에 의해 베드(1)상을 이동하는 새들(6a)의 상방에, 암 실린더(9)에 의해 지지축(6b)을 중심으로 개폐 가능한 한 쌍의 레스트 암(rest arm)(6c)이 상기 지지축(6b)을 통해 지지되어 있고, 이들 레스트 암(6c)의 대향면에 공작물(3)의 저널(3a)을 상하방향에서 지지하는 레스트 홀더(rest holder)(6d)가 각각 설치되어 있다.
또, 각 레스트 암(6c)의 개폐측단부는, 새들(6a)에 설치된 로크 기구(10)의 로크 플레이트(10a)에 의해 상하방향에서 협착되어, 공작물(3)이 가공되는 동안 양 레스트 암(6c)이 개방되지 않게 된다.
다음으로, 상기 크랭크축 밀러를 사용해서 크랭크축를 가공하는 일 방법을 제1실시예로 해서 도 6 및 도 7을 참조해서 설명한다.
이 가공방법은, 도 2 에서와 같이, 공작물(3)의 풀리샤프트(3f)의 길이가 길어서, 풀리샤프트(3f)측의 척(4)을 후퇴시켜도, 조(4c)가 풀리샤프트(3f)로부터 빠지지 않는 공작물(3)에 적용하는 것이다.
먼저, 크랭크축 밀러에 공작물(3)이 반입되면, 양 척(4)에 설치된 센터(4b)가 공작물(3)의 양단에 있는 센터공(3c)에 각각 끼워맞추어지므로 도 2 에서와 같이 공작물(3)이 양 센터(4b)에 의해 지지된다. 그리고, 이 상태에서 풀리샤프트 (3f)측의 척(4)에 설치된 위상 조(4c)에 공작물(3)의 카운터웨이트(3d)에 미리 형성된 기준시트(3e)가 맞닿음으로써 공작물(3)의 위상 위치결정이 이루어진다.
공작물(3)의 위상 위치결정이 완료되면, 양 척(4)의 클로 부재(4d)에 의해 풀리샤프트(3f) 및 플랜지(3g)의 도 6 에 도시한 화살표부분이 각각 클램프되어 공작물(3)이 고정된다.
그리고, 도 6 에 도시한 제1공정에서, 먼저 플랜지(3g)측에 위치하는 제5저널(J5)이 커터(5e)에 의해 절삭가공된다.
제5저널(J5)의 가공이 완료되면, 커터(5e)가 제4핀(P4)으로, 그리고 공작물지지대(6)가 이미 가공완료되어 있는 제5저널(J5)로 이동되고, 공작물 지지대(6)에 의해 제5저널(J5)이 지지된다. 그리고, 제2공정에서 커터(5e)에 의해 제4핀(P4)이 절삭가공된다.
다음으로, 제3공정에서는 제5저널(J5)이 공작물지지대(6)에 의해 지지된 상태에서 제4저널(J4)이 절삭가공된다.
그후, 커터(5e)는 제3핀(P3)으로 이동하고, 공작물지지대(6)는 제3공정에서 가공완료된 제4저널(J4)로 이동해서 제4저널(J4)을 지지한다. 그리고, 제4공정에서 커터(5e)에 의해 제3핀(P3)이 절삭가공된다.
이하, 상기와 같은 동작의 반복에 의해, 제5공정에서 제3저널(J3)이, 제6공정에서 제2핀(P2)이, 제7공정에서 제2저널(J2)이, 제8공정에서 제1핀(P1)이 순차적으로 가공된다.
그리고, 제9공정에서 제1저널(J1)이 절삭가공되는데, 이때 카운터웨이트(3d)에 형성된 기준시트(3e)가 접하는 위상 조(4c)가 커터(5e)와 간섭해서 제1저널(J1)의 가공이 이루어지지 않는다.
그래서, 제9공정에서는, 먼저 풀리샤프트(3f)를 클램프하고 있는 척(4)을 언클램프 상태로 하고, 이 상태에서 언클램프한 척(4)측의 워크헤드(2)를 후퇴시킨다.
이때 가공되고 있는 공작물(3)은 풀리샤프트(3f)가 긴 것을 사용하고 있기 때문에, 척(4)을 후퇴시켜도 클로 부재(4d)가 풀리샤프트(3f)로부터 빠지거나 하지 않는다.
상기 워크헤드(2)의 후퇴에 의해, 도 7 에서와 같이, 위상 조(4c)가 제1저널(J1)을 가공하는 커터(5e)와 간섭하지 않는 위치까지 퇴피되면, 그 위치에서 워크헤드(2)를 정지시켜서 다시 척(4)으로 풀리샤프트(3f)를 클램프해서, 커터(5e)에 의해 제1저널(J1)의 절삭가공을 개시한다.
그리고, 상기와 같은 공정에 의해 모든 저널(3a) 및 핀(3b)의 가공이 완료되면, 양 척(4)을 언클램프 상태로 해서 가공완료된 공작물(3)을 반출하고, 다음에 가공할 공작물(3)을 반입해서 상기 공정을 반복한다. 이렇게 해서, 1개의 크랭크축 밀러로 모든 저널(3a) 및 핀(3b)을 가공할 수 있게 된다.
또, 상기 제1실시예에서는 제9공정에서 제1저널(J1)을 가공했지만, 후술하는 제2실시예와 같이 제1공정에서 제1저널(J1)을 가공한 후에 상기 공정을 실시할 수도 있다.
즉, 도 8 에서와 같이, 공작물(3)이 반입되면, 위상 위치결정을 하지 않고 풀리샤프트(3f)측의 척(4)을 후퇴시킨 위치에서 양 척(4)으로 공작물(3)의 양단을 클램프하여, 제1공정에서 제1저널(J1)을 먼저 가공한다.
다음으로, 제1저널(J1)의 가공이 완료되면, 공작물(3)의 양단을 언클램프한 상태에서 풀리샤프트(3f)측의 척(4)을 전진시키고, 위상 조(4c)에 의해 공작물(3)의 위상 위치결정을 한다.
위상 위치결정이 완료되면 다시 공작물(3)을 클램프해서, 상기 제1실시예와 동일한 방법으로 제5저널(J5)에서부터 가공을 개시한다.
그리고, 마지막 제9공정에서 제1핀(P1)을 가공함으로써, 모든 저널(3a) 및 핀(3b)을 가공할 수 있게 된다.
이상은 풀리샤프트(3f)가 긴 공작물일 경우의 가공방법으로, 풀리샤프트(3f)의 길이가 짧은 공작물(3)의 경우, 위상 조(4c)가 커터(5e)와 간섭하지 않는 위치까지 척(4)을 후퇴시키면, 클로 부재(4d)가 풀리샤프트(3f)에서 빠져서 다시 클램프할 수 없다.
이러한 풀리 샤프트(3f)가 짧은 공작물(3)의 경우의 가공방법을 설명하면 다음과 같다.
도 9 는 풀리샤프트(3f)가 짧은 공작물(3)을 가공하는 경우와, 풀리샤프트 (3f)가 긴 공작물(3)을 가공하는 경우 모두에 사용되는 크랭크축 밀러를 도시하고 있다. 이 크랭크축 밀러에서는, 공작물(3)의 플랜지(3g)측을 클램프하는 척(4)의 단면에, 공작물(3)의 플랜지(3g) 단면에 미리 가공된 위상 위치결정홀(3h)에 끼워넣는 위상기준핀(4e)이 돌출설치되어 있다. 이 위상 기준핀(4e)을 공작물(3)의 위상 위치결정홀(3h)에 끼워넣음으로써, 공작물(3)의 위상 위치결정을 수행할 수 있게 된다.
다음으로, 도 9 에 도시한 크랭크축 밀러를 사용해서 크랭크축를 가공하는 방법을 제3실시예로서 도 10을 참조해서 설명한다.
먼저, 상기 크랭크축 밀러에 공작물(3)이 반입되어, 양단의 센터홀(3c)에 끼워맞추어진 척(4)의 센터(4b)에 의해 공작물(4)이 지지된 상태에서 공작물(3) 또는 척(4)이 회전되어지고, 플랜지(3g)측을 클램프하는 척(4)에 설치된 위상 위치결정핀(4e)이 공작물(4)의 핀홀(3h)에 끼워넣어짐으로써 공작물(3)의 위상 위치결정이 이루어진다.
공작물(3)의 위치결정이 완료되면, 양 척(4)의 클로 부재(4d)에 의해 풀리샤프트(3f) 및 플랜지(3g)의 도 10 에 도시한 화살표 부분이 클램프되어 공작물(3)이 고정된다.
이어서, 도 10에 도시한 제1공정에서, 먼저 플랜지(3g)측에 위치하는 제5저널(J5)이 커터(5e)에 의해 절삭가공된다.
제5저널(J5)의 가공이 완료되면, 커터(5e)가 제4핀(P4)으로 이동되고, 그리고 공작물지지대(6)가 이미 가공완료되어 있는 제5저널(J5)로 이동됨으로써 공작물지지대(6)에 의해 제5저널(J5)이 지지된다. 그리고, 제2공정에서 커터(5e)에 의해 제4핀(P4)이 절삭가공된다.
다음으로, 제3공정에서는, 제5저널(J5)이 공작물지지대(6)에 의해 지지된 상태에서 제4저널(J4)이 절삭가공된다.
다음으로, 커터(5e)는 제3핀(P3)으로 이동하고, 그리고 공작물 지지대(6)는 제3공정에서 가공완료된 제4저널(J4)로 이동해서 제4저널(J4)을 지지한다. 그리고, 제4공정에서 커터(5e)에 의해 제3핀(P3)이 절삭가공된다.
이하, 상기와 같은 동작의 반복으로, 제5공정에서 제3저널(J3)이, 제6공정에서 제2핀(P2)이, 제7공정에서 제2저널(J2)이, 제 8공정에서 제1핀(P1)이 순차적으로 가공된다.
그리고, 최종 공정인 제9공정에서 커터(5e)에 의해 제1저널(J1)이 절삭가공되는데, 이때 풀리샤프트(3f)를 클램프하는 척(4)측에는 커터(5e)와 간섭을 일으키는 위상 위치결정핀이 존재하지 않으므로, 척(4)을 후퇴시키지 않고 제1저널(J1)을 가공할 수 있게 된다.
다음으로, 도 2에 도시한 크랭크축 밀러를 사용해서 크랭크축를 가공하는 다른 방법을 제4실시예로 해서 도 11 내지 도 13을 참조해서 설명한다.
이 가공방법은, 공작물(3)의 풀리샤프트(3f)의 길이가 짧아서, 풀리 샤프트(3f)측의 척(4)를 후퇴시켰을 경우, 조(4c)가 풀리샤프트(3f)에서 빠져서 풀리샤프트(3f)를 다시 클램프할 수 없는 공작물(3)에 대해 적용한 것이다.
먼저, 크랭크축 밀러에 공작물(3)이 반입되면, 양 척(4)에 설치된 센터(4b)가 공작물(3) 양단의 센터홀(3c)에 각각 끼워넣어짐으로써, 도 11 에서와 같이 공작물(3)이 양 센터(4b) 사이에 지지된다. 그리고, 이 상태에서 풀리샤프트(3f)측의 척(4)에 설치된 위상 조(4c)에, 공작물(3)의 카운터 웨이트(3d)에 미리 형성된 기준시트(3e)가 닿음으로써 공작물(3)의 위상 위치결정이 이루어진다.
공작물(3)의 위상 위치결정이 완료되면, 각 척(4)의 클로 부재(4d)에 의해 풀리샤프트(3f) 및 플랜지(3g)의 도 12 에 도시한 화살표 A, B부분이 클램프되어 공작물(3)이 도 11 에서와 같이 고정된다.
그리고, 도 12 에 도시한 제1공정에서, 먼저 플랜지(3g)측에 위치하는 제5저널(J5)이 커터(5e)에 의해 절삭가공된다.
제5저널(J5)의 가공이 완료되면, 커터(5e)가 제4핀(P4)으로, 그리고 공작물지지대(6)가 이미 가공완료되어 있는 제5저널(J5)로 이동되고, 공작물지지대(6)에 의해 제5저널(J5)이 지지된다. 그리고, 제2공정에서 커터(5e)에 의해 제4핀(P4)이 절삭가공된다.
다음으로, 제3공정에서는 제5저널(J5)이 공작물지지대(6)에 의해 지지된 상태에서 제4저널(J4)이 절삭가공된다.
그후, 커터(5e)는 제3핀(P3)으로 이동하고, 그리고 공작물지지대(6)는 제3공정에서 가공완료된 제4저널(J4)로 이동해서 제4저널(J4)을 지지한다. 그리고, 제4공정에서 커터(5e)에 의해 제3핀(P3)이 절삭가공된다.
이하, 상기와 같은 동작의 반복으로, 제5공정에서 제3저널(J3)이, 제6공정에서 제2핀(P2)이, 제7공정에서 제2저널(J2)이, 제8공정에서 제1핀(P1)이 순차적으로 가공된다.
그리고, 제9공정에서 제1저널(J1)이 절삭가공되는데, 이때 카운터웨이트(3d)에 형성된 기준시트(3e)와 접하는 위상 조(4c)가 커터(5e)와 간섭해서 제1저널(J1)의 가공이 이루어지지 않는다.
그래서, 제9공정에서는, 먼저 풀리샤프트(3f)를 클램프하고 있는 척(4)을 언클램프 상태로 만든 후, 양 척(4)의 센터(4b)가 공작물(3)의 양단을 지지하고 있는 상태에서 풀리샤프트(3f)측의 척(4)만을, 위상 조(4c)가 제1저널(J1)을 가공하는 커터(5e)와 간섭하지 않는 위치까지 퇴피시킨다.
이때 가공하고 있는 공작물(3)은 풀리 샤프트(3f)가 짧기 때문에, 위상 조(4c)가 커터(5e)와 간섭하지 않는 위치까지 척(4)을 퇴피시키면, 도 13에서와 같이 척(4)의 클로 부재(4d)가 풀리 샤프트(3f)를 클램프할 수 없게 되지만, 센터(4d)의 선단이 길게 돌출되므로, 이 센터(4b)의 선단측을 척(4)의 클로 부재(4d)로 클램프해서 가공중에 센터(4b)가 흔들리는 것을 방지한다.
그리고, 이 상태에서 커터(5e)를 제1저널(J1)에 위치결정하고, 지지대(6)로 제8공정과 같이 제2저널(J2)을 클램프해서 커터(5e)에 의해 제1저널(J1)을 가공한다. 이 경우, 가공중에 풀리 샤프트(3f) 측의 척(4)의 센터(4b)가 절삭 반응력으로 흔들리거나 하지 않으므로, 정밀도 높은 가공이 가능해진다.
상기와 같은 공정에 의해 모든 저널(3a) 및 핀(3b)의 가공이 완료되면, 척(4)을 언클램프 상태로 해서 가공완료된 공작물(3)을 반출하고, 다음에 가공할 공작물(3)을 반입해서 상기 공정을 반복한다. 이렇게 해서, 1개의 크랭크축 밀러로 모든 저널(3a) 및 핀(3b)을 가공할 수 있게 된다.
상기 실시예에서는 제9공정에서 제1저널(J1)을 가공했지만, 도 14 에 도시한 제5실시예에서와 같이 제1공정에서 제1저널(J1)을 가공한 후에 상기 공정을 실시할 수도 있다.
즉, 공작물(3)이 반입되어 각 척(4)의 센터(4b)에 의해 공작물(3)의 양단이 지지되면, 위상 위치결정을 하지 않고, 풀리 샤프트(3f)측의 척(4)을 위상 조(4c)가 제1저널(J1)을 가공하는 커터(5e)와 간섭하지 않는 위치까지 퇴피시킨 상태에서 풀리 샤프트(3f)측의 척(4)의 클로 부재(4d)로 센터(4b) 선단측(화살표 A의 위치)를 클램프하고, 타방의 척(4)으로 공작물(3)의 플랜지(3g)의 화살표 B의 위치를 클램프해서, 제1공정에서 제1저널(J1)을 먼저 가공한다.
다음으로, 제1공정에서 제1저널(J1)의 가공이 완료되면, 풀리 샤프트(3f)측의 척(4)이 센터(4b)를 언클램프하고, 타방의 척(4)이 공작물(3)을 언클램프한 상태에서 풀리 샤프트(3f)측의 척(4)을 전진시켜고, 위상 조(4b)에 의해 공작물(3)의 위상 위치결정을 한다.
위상 위치결정이 완료되면 다시 공작물(3)의 양단을 양 척(4)으로 클램프해서, 상기 제4실시예와 마찬가지로 제5저널(J5)에서부터 가공을 개시한다.
그리고, 마지막 제9공정에서 제1핀(P1)을 가공함으로써, 모든 저널(3a) 및 핀(3b)을 가공한다.
각 공정에서 가공하는 저널(3a) 및 핀(3b)은 도 14 에 도시한 대로이다.
또, 공작물(3)의 저널(3a)과 핀(3b)의 R홈 형상과 폭이 다른 경우는, 각 저널(3a)과 핀(3b)을 그들보다 폭이 좁은 커터(5e)를 사용해서 복수회에 걸쳐 가공해도 되고, 또 동일 형상인 경우에는 총형 형상의 커터로 1회 가공해도 된다.
그리고, 2개의 커터 유니트(5)를 가지는 크랭크축 밀러에서는, 예를들어 좌측의 커터 유니트(5)에 애벌가공용 커터(5e)(rough machining cutter)를, 그리고 우측의 커터 유니트(5)에 다듬질용 커터(5e)(finish machining cutter)를 부착해서 복수회로 나누어 가공함으로써, 중간다듬질가공을 생략할 수 있다.
그 가공 순서를 도 15 를 참조해서 설명한다.
도 15 에서와 같이, 먼저 핀(3b) 양측의 카운터 웨이트(3d)의 측면(a, b)을 가공하고, 다음에 핀(3b)의 외주면(c, d)를 2회로 나누어 가공한다.
다음, 양 카운터 웨이트(3d)의 각 주연부(e, f)를 모떼기(chamfering)한 후, 핀(3b)에 인접하는 저널(3a)의 카운터 웨이트(3c)의 외주면(g)을 가공한다.
그후, 핀(3b)과 마찬가지로, 먼저 저널(3a) 양측의 카운터 웨이트(3d)의 측면(h, i)을 가공하고, 저널(3a)의 외주면(j, k)를 가공하고, 양 카운터 웨이트(3d)의 각 주연부(m, n)를 모떼기한 후, 저널(3a)에 인접하는 카운터 웨이트(3d)의 외주면(o)을 가공한다.
이하, 상기와 같은 가공 순서를 반복해서 모든 저널(3a) 및 핀(3b)을 가공한다. 도 16 에 6기통 엔진에 사용하는 크랭크축를 상기 가공순서에 따라 가공하는 경우의 공정을 도시해 둔다.
상기 각 실시예에서는, 커터 유니트(5) 및 공작물지지대(6)를 별도의 구동수단으로 이동시켰지만, 커터 유니트(5)와 공작물지지대(6) 사이에 분리 가능한 연결수단을 설치해서 커터유니트(5)의 구동수단으로 공작물 지지대(6)를 이동시킬 수도 있다.
또, 각 상기 실시예에서는, 척(4) 사이에서 공작물(3)을 고정해서 각 저널(3a) 및 핀(3b)을 절삭가공하는 경우를 설명했지만, 본발명은 공작물(3)을 회전시키면서 저널(3a) 및 핀(3b)을 절삭가공하는 크랭크축 밀러나, 외주면에 다수의 팁(5d)을 설치한 커터(5e)에 의해 공작물(3)을 절삭가공하는 크랭크축 밀러에도 적용할 수도 있다.
본발명은 예시적 실시예에 대해 설명했지만, 개시한 실시예에 대해 본발명의 요지 및 범위를 일탈하지 않는 범위내에서 여러 가지 변경, 생략, 추가가 가능함은 당업자에게 있어서 자명하다. 따라서, 본발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 청구 범위에 기재된 요소에 의해 규정되는 범위 및 그 균등 범위를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기 내용에 포함되어 있음.

Claims (5)

  1. 가공해야 할 공작물의 양단을 척으로 클램프한 상태에서, 회전하는 커터로 해당 공작물의 저널 및 핀을 복수 공정으로 절삭가공하는 크랭크축의 가공방법에 있어서,
    상기 척의 일방에 설치한 위상 조에 의해 공작물의 위상 위치결정을 하고,
    상기 양 척으로 공작물의 양단을 클램프한 후,
    상기 커터를 이용해서 공작물의 저널 및 핀을 복수 공정으로 가공하고,
    상기 위상 조와 커터가 간섭하는 위치에 있는 제1저널을 제외한 모든 저널 및 핀의 절삭 가공을 완료한 후, 상기 위상 조를 가지는 척을 언클램프 상태로 해서, 상기 위상 조가 상기 커터와 간섭하지 않는 위치까지 퇴피시키고,
    그 위치에서 상기 양 척으로 다시 공작물의 양단을 클램프한 후,
    상기 커터를 이용해서 제1저널을 절삭가공하도록 한, 크랭크축의 가공방법.
  2. 가공해야할 공작물의 양단을 척으로 클램프한 상태에서, 회전하는 커터로 해당 공작물의 저널 및 핀을 복수 공정으로 절삭가공하는 크랭크축의 가공방법에 있어서,
    상기 척의 일방에 설치된 위상 조와 상기 커터가 간섭하지 않는 위치에서 상기 양 척으로 공작물의 양단을 클램프한 후,
    상기 커터를 이용해서 공작물의 제1저널을 절삭가공하고,
    상기 척을 언클램프 상태로 해서, 상기 위상 조를 가지는 척을 전진시켜서 공작물의 위상 위치결정을 하고,
    상기 양 척으로 다시 공작물의 양단을 클램프한 후,
    상기 커터를 이용해서 제1저널 이외의 저널 및 핀을 복수 공정으로 절삭가공하도록 한, 크랭크축의 가공방법.
  3. 가공해야할 공작물의 양단을 척으로 클램프한 상태에서, 회전하는 커터로 해당 공작물의 저널 및 핀을 복수 공정으로 절삭가공하는 크랭크축의 가공방법에 있어서,
    상기 척의 일방에 설치한 위상기준핀에 의해 공작물의 위상 위치결정을 하고,
    상기 양 척으로 공작물을 클램프한 후,
    상기 커터로 공작물의 저널 및 핀을 복수 공정으로 절삭가공하도록 한, 크랭크축의 가공방법.
  4. 가공해야할 공작물의 양단을 센터로 지지하고 척으로 클램프한 상태에서, 회전하는 커터로 해당 공작물의 저널 및 핀을 복수 공정으로 절삭 가공하는 크랭크축의 가공방법에 있어서,
    상기 척의 일방에 설치한 위상 조에 의해 공작물의 위상 위치결정을 하고,
    상기 양 척으로 공작물의 양단을 클램프한 후,
    상기 커터를 이용해서 공작물의 저널 및 핀을 복수 공정으로 가공하고,
    상기 위상 조와 커터가 간섭하는 위치에 있는 제1저널을 제외한 모든 저널 및 핀의 절삭가공을 완료한 후, 상기 센터에 의해 공작물의 양단을 지지한 상태에서 상기 위상 조를 가지는 척을 언클램프상태로 해서 상기 위상 조가 상기 커터와 간섭하지 않는 위치까지 퇴피시키고,
    그 위치에서 상기 위상 조를 가지는 척으로 제1저널측의 센터를 클램프한 후,
    상기 커터를 이용해서 제1저널을 절삭가공하도록 한, 크랭크축의 가공방법.
  5. 가공해야 할 공작물의 양단을 센터로 지지하고 척으로 클램프한 상태에서, 회전하는 커터로 상기 공작물의 저널 및 핀을 복수 공정으로 절삭 가공하는 크랭크축의 가공방법에 있어서,
    상기 척의 일방에 설치된 위상 조와 상기 커터가 간섭하지 않는 위치에서 상기 위상조를 가지는 척으로 공작물의 제1저널측의 상기 센터를 클램프하고, 타방의 척으로 공작물의 반대측단을 클램프한 후,
    상기 커터를 이용해서 공작물의 제1저널을 절삭가공하고,
    상기 척을 언클램프상태로 해서, 상기 위상 조를 가지는 척을 전진시켜서 공작물의 위상 위치결정을 하고,
    상기 양 척으로 공작물의 양단을 클램프한 후,
    상기 커터를 이용해서 제1저널 이외의 저널 및 핀을 복수 공정으로 절삭가공하도록 한, 크랭크축의 가공방법.
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