KR20040036121A - 숏 피닝 시스템 - Google Patents

Abstract

치형면에 대한 숏 볼 분사압의 강약 조정을 가능하게 하여 최적의 숏 볼 분사압과 분사시간을 설정함으로써, 팁 부위의 돌기발생을 방지하여 치형 품질을 향상시킬 수 있도록;

가공할 기어를 작동축에 설치하여 일정하게 회전될 수 있게 하고, 상기 기어로부터 일정거리 떨어진 위치에서 숏 볼을 분사하는 숏 분사 건을 구비하며, 상기 숏 분사 건은 라인 공압을 공급받는 믹싱 게이트를 통하여 가압탱크와 연결되며, 상기 가압탱크는 스크류 컨베이어를 통하여 세퍼레이터를 거친 후, 숏 볼 탱크로 유도되는 숏 볼을 숏 게이트를 통하여 공급받도록 숏 볼 탱크와 연결되는 숏 피닝 시스템에서,

상기 믹싱 게이트에 라인 공압을 공급하는 공압라인 상의 일측에 라인 공압을 가변하여 공급할 수 있도록 공압을 조절하여 숏 볼의 분사압을 다단 패턴으로 가변하는 공압가변수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 숏 피닝 시스템을 제공한다.

Description

숏 피닝 시스템{A SHOT PEENING SYSTEM}

본 발명은 숏 피닝 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기어를 숏 피닝할 때, 치형면에 대한 숏 볼 분사압의 강약 조정을 가능하게 하여 최적의 숏 볼 분사압과 분사시간을 설정함으로써, 팁 부위의 돌기발생을 방지하여 치형 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 숏 피닝 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 숏 피닝 가공이란 금속 부품의 표면에 숏 볼(shot ball)이라는 강구를 고속으로 투사하여 금속의 표면을 햄머링(hammering)하는 일종의 냉간 가공이다.

즉, 숏 볼이 금속 표면에 고속 충돌하면서 이때 숏 볼의 운동 에너지가 순간적으로 재료의 표면에 소성 변형을 주고 표면에서 이탈한다. 그러면 숏 볼과 충돌한 표면층은 요철이 발생하며 표면에 얇은 소성 변형층을 형성하여 탄소 성층의 경계를 형성하게 된다. 이 층은 늘어난 표면층을 늘어나기 전의 상태로 유지하려는 힘이 작용하게 되어 표면은 잔류 압축 응력, 내부는 인장응력을 갖고 평형을 이루게 되는 것이다.

이러한 숏 피닝 가공으로 재료의 표면에 압축 잔류 응력을 남게 함으로써 반복 인장이 작용할 때, 압축 잔류 응력은 점점 상쇄되어 압축 잔류 응력이 사라지게 될 때까지 피로 수명을 연장하게 된다.

숏 피닝 가공을 하는 품목은 매우 다양한데, 예를 들면, 여러 형상의 기어, 키 홈이 있는 축, 단면 변화를 갖는 베어링, 증기나 가스 터빈 부분, 비행기의 착륙 장치 부분, 헬리콥터 프로펠러의 구동축과 날개, 압축기와 고성능 엔진 부품이나 피스톤, 크랭크축, 커넥팅 로드, 밸브와 블록 등 많은 분야에 적용되고 있다.

특히, 기어와 같이 그 형상이 복잡하고, 소정의 경도가 요구되는 부품은 숏 피닝과 같은 냉간 가공법을 통해 표면층의 경도를 높이게 되는데, 도 2는 종래의 숏 피닝 시스템을 통한 기어의 숏 피닝 가공을 도시하고 있다.

즉, 가공하고자 하는 가공기어(101)를 작동축(103)에 설치하여 일정하게 회전될 수 있게 하고, 상기 가공기어(101)로부터 일정거리 떨어진 위치에서 숏 분사 건(105)으로 숏 볼(107)을 분사시켜 가공기어(101)를 가공한다.

이와 같이, 숏 분사 건(105)을 통하여 분사되는 숏 볼(107)은 가압탱크(109)로부터 믹싱 게이트(111)로 공급되며, 상기 믹싱 게이트(111)는 공압라인(125)을 통하여 일정압의 라인 공압을 공급받아 상기 숏 분사 건(105)을 통하여가공기어(101)에 상기 숏 볼(107)과 함께 일정 분사압으로 분사되는 것이다.

이렇게 분사된 숏 볼(107)은 다시 스크류 컨베이어(113)를 통하여 세퍼레이터(115)를 거친 후, 숏 볼 탱크(117)로 유도되며, 상기 숏 볼 탱크(117)에 모인 숏 볼(107)은 숏 게이트(119)를 통하여 다시 가압탱크(109)로 유입된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 숏 피닝 시스템에 의하면, 일정한 분사압(약 5BAR)으로만 가공하게 되어 치형면의 치폭이 충분하지 않은 경우, 도 3에서 도시한 바와 같이, 가공기어(101)의 팁(121) 부분에서 국부적으로 치돌기(123)가 생성되기도 하며, 이러한 팁(121) 부위의 치돌기(123)는 기어간의 치합시 소음발생의 원인이 되는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 치형면에 대한 숏 볼 분사압의 강약 조정을 가능하게 하여 최적의 숏 볼 분사압과 분사시간을 설정함으로써, 팁 부위의 돌기발생을 방지하여 치형 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 숏 피닝 시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 숏 피닝 시스템의 구성도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 숏 피닝 시스템의 구성도이다.

도 3은 종래 숏 피닝 시스템에 의한 숏 피닝 가공의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 숏 피닝 시스템은 가공할 기어를 작동축에 설치하여 일정하게 회전될 수 있게 하고, 상기 기어로부터 일정거리 떨어진 위치에서 숏 볼을 분사하는 숏 분사 건을 구비하며, 상기 숏 분사 건은 라인 공압을 공급받는 믹싱 게이트를 통하여 가압탱크와 연결되며, 상기 가압탱크는 스크류 컨베이어를 통하여 세퍼레이터를 거친 후, 숏 볼 탱크로 유도되는 숏 볼을 숏 게이트를 통하여 공급받도록 숏 볼 탱크와 연결되는 숏 피닝 시스템에 있어서,

상기 믹싱 게이트에 라인 공압을 공급하는 공압라인 상의 일측에 라인 공압을 가변하여 공급할 수 있도록 공압을 조절하여 숏 볼의 분사압을 다단 패턴으로 가변하는 공압가변수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 숏 피닝 시스템의 구성도로서, 본 발명의 실시예에 따른 숏 피닝 시스템의 구성은 먼저, 가공할 가공기어(1)를 작동축(3)에 설치하여 일정하게 회전될 수 있도록 구성한다.

그리고 상기 가공기어(1)로부터 일정거리 떨어진 위치에서 숏 볼(7)을 분사하기 위한 숏 분사 건(5)을 배치하고, 상기 숏 분사 건(5)은 공압라인(25)을 통하여 라인 공압을 공급받는 믹싱 게이트(11)와 연결되며, 이 믹싱 게이트(11)는 상기 숏 분사 건(5)과 가압탱크(9)를 연결하여 숏 볼(7)을 이송하게 된다.

그리고 상기 가압탱크(9)는 상기 숏 볼(7)이 믹싱 게이트(11)로 이송될 수 있도록 가압을 해주게 되며, 자체 로드 쉘(미도시; LOAD CELL)을 통하여 정량의 숏 볼(7)을 계량하여 분사시 가압하여 주게 되는데, 스크류 컨베이어(13)를 통하여 세퍼레이터(15)를 거친 후, 숏 볼 탱크(17)로 유도되어 저장되는 숏 볼(7)을 숏 게이트(19)를 통하여 공급량을 조절하여 공급받도록 숏 볼 탱크(17)와 연결된다.

이러한 숏 피닝 시스템의 구성에서, 상기 믹싱 게이트(11)에 라인 공압을 공급하는 공압라인(15) 상에는 라인 공압을, 설정되는 숏 볼 분사압의 다단 패턴에따라 가변하여 공급할 수 있도록 공압을 조절하는 공압가변수단으로 공압제어용 솔레노이드 밸브(27)가 장착된다.

즉, 상기 분사압의 다단 패턴은 분사압을 5BAR로 하여 20초간 분사후, 분사압을 4BAR로 하여 10초간 분사하며, 이어서, 분사압을 3BAR로 하여 10초간 분사하도록 설정된다면, 상기 공압제어용 솔레노이드 밸브(27)는 20초, 10초, 10초 간격으로 상기 라인 공압을 해당 분사압에 대응하도록 조절하여 믹싱 게이트(11)로 공급하게 되는 것이다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성의 숏 피닝 시스템의 숏 분사 건(5)을 통하여 가공기어(1)의 치형면에 숏 볼(7)을 상기 분사압 다단 패턴에 따라 분사하게 되면, 초기 20초 동안은 분사압을 5BAR로 하여 분사함으로써, 치형면에 집중적인 압축잔류응력을 생성시키게 되며, 이어서, 10초 동안은 4BAR로, 다시 10초 동안은 3BAR로 상기 가공기어(1)의 치형면에 숏 볼(7)이 고르게 분사될 수 있도록 하여 전체적으로 고르게 압축잔류응력을 형성함으로써 상기 가공기어(1)의 팁 부위에 국부적인 돌기의 발생을 방지하게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 숏 피닝 시스템에 의하면, 공급되는 라인 공압을 다단으로 조절하여 치형면에 대한 숏 볼 분사압의 강약 조정을 가능하게 하여 최적의 숏 볼 분사압과 분사시간의 설정함으로써, 숏 컨디션을 확보하고, 이에 따른 치표면의 국부적인 치돌기의 형성을 방지하게 되며, 후공정의 삭제와 수리비용의 절감 효과가 있다.

또한, 기어 치형 품질을 향상시키며, 소음을 방지하는 등, 고강도 고품질의 기어를 생산 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 가공할 기어를 작동축에 설치하여 일정하게 회전될 수 있게 하고, 상기 기어로부터 일정거리 떨어진 위치에서 숏 볼을 분사하는 숏 분사 건을 구비하며, 상기 숏 분사 건은 라인 공압을 공급받는 믹싱 게이트를 통하여 가압탱크와 연결되며, 상기 가압탱크는 스크류 컨베이어를 통하여 세퍼레이터를 거친 후, 숏 볼 탱크로 유도되는 숏 볼을 숏 게이트를 통하여 공급받도록 숏 볼 탱크와 연결되는 숏 피닝 시스템에 있어서,

   상기 믹싱 게이트에 라인 공압을 공급하는 공압라인 상의 일측에 라인 공압을 가변하여 공급할 수 있도록 공압을 조절하여 숏 볼의 분사압을 다단 패턴으로 가변하는 공압가변수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 숏 피닝 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 공압가변수단은

   공압제어용 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 숏 피닝 시스템.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 분사압의 다단 패턴은

   분사압을 5BAR로 하여 20초간 분사후, 분사압을 4BAR로 하여 10초간 분사하며, 이어서, 분사압을 3BAR로 하여 10초간 분사하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 숏 피닝 시스템.