KR20210118796A

KR20210118796A - 엔진 커넥팅로드 가공방법

Info

Publication number: KR20210118796A
Application number: KR1020210125831A
Authority: KR
Inventors: 김귀팔
Original assignee: 동림산업 주식회사
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2021-09-23
Publication date: 2021-10-01
Also published as: KR20200114302A

Abstract

본 발명은 엔진 커넥팅로드 가공방법에 관한 것으로, 본 발명은 원시가공 상태인 초기 커넥팅로드를 제작하는 단계; 상기 초기 커넥팅로드를 보링머신의 지그에 장착하되, 초기 커넥팅로드가 수평 방향으로 위치하도록 보링머신의 지그에 장착하는 단계; 상기 보링머신으로 초기 커넥팅로드의 대단부의 대구경을 가공하는 단계; 상기 초기 커넥팅로드를 호닝머신의 지그에 장착하되, 초기 커넥팅로드가 수평 방향으로 위치하도록 호닝머신의 지그에 장착하는 단계; 상기 호닝머신으로 초기 커넥팅로드의 대단부의 대구경의 내주면을 연삭하는 단계; 상기 초기 커넥팅로드의 대단부를 절단하여 커넥팅로드 캡과 커넥팅로드 본체로 분리하는 단계;를 포함한다. 본 발명에 따르면, 커넥팅로드의 미세 가공 편차를 최초화할 뿐만 아니라 커넥팅로드의 대단부의 대구경 직진도를 극대화한다.

Description

엔진 커넥팅로드 가공방법{MOTHOD FOR MANUFACTURING A CONNECTING ROD OF ENGINE}

본 발명은 엔진 커넥팅로드 가공방법에 관한 것이다.

자동차 엔진(내연기관)의 동력전달장치를 구성하는 커넥팅로드는 피스톤의 선형 운동을 크랭크축의 원형 운동으로 전환하거나 그 반대로 원형 운동을 선형 운동으로 전환시킨다. 일반적으로, 커넥팅로드는 크랭크축에 연결되는 대구경을 갖는 대단부와, 피스톤에 연결되는 소구경을 갖는 소단부와, 대단부와 소단부를 연결하는 로드부를 포함한다. 커넥팅로드의 대단부의 대구경에 원통형 베어링이 결합되고, 소단부의 소구경에 원통형 부시가 결합된다. 커넥팅로드의 대단부는 크랭크축과 연결하기 위하여 대략 반으로 절단되고 그 절단된 부분은 캡볼트들에 의해 체결된다. 커넥팅로드의 대단부에서 절단된 부분을 커넥팅로드 캡이라 하고, 그 나머지 부분을 커넥팅로드 본체라 하며, 커넥팅로드 캡이 캡볼트들에 의해 커넥팅로드 본체에 연결된다. 커넥팅로드의 대단부의 대구경에 결합되는 원통형 베어링 또한 두 개의 반원통형 베어링들로 구성되며 그 두 개의 반원통형 베어링들이 서로 결합된다.

커넥팅로드는 엔진 출력의 증대에 따라 크랭크축의 외경이 크게되고 그 크랭크축의 외경이 크게됨에 따라 대단부의 외측면과 대구경의 내주면 사이의 두께인 대단부의 살두께가 감소하게 되며, 이를 극복하기 위하여 커넥팅로드의 재질을 강도가 높은 재질로 변경하여 적용하고 있다. 그러나 자동차 엔진 기술의 발달로 수퍼차져의 적용에 따라 엔진 출력이 추가로 증가하게 되어 커넥팅로드의 내구성을 높이는 것이 중요한 이슈로 제기되고 있다.

종래 커넥팅로드를 제작시 커넥팅로드를 지그로 고정하되, 경사지게 위치하도록 고정하고 대단부의 대구경의 내주면을 보링가공하여 제작하게 된다. 이로 인하여, 보링 가공시 커넥팅로드의 지지하중의 편심으로 커넥팅로드의 대단부의 양쪽 살두께의 미세 가공 편차가 발생되 커넥팅로드의 내구성을 저하시키게 되는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 커넥팅로드의 미세 가공 편차를 최초화할 뿐만 아니라 커넥팅로드의 대단부의 대구경 직진도를 극대화하는 엔진 커넥팅로드 가공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 원시가공 상태인 초기 커넥팅로드를 제작하는 단계; 상기 초기 커넥팅로드를 보링머신의 지그에 장착하되, 초기 커넥팅로드가 수평 방향으로 위치하도록 보링머신의 지그에 장착하는 단계; 상기 보링머신으로 초기 커넥팅로드의 대단부의 대구경을 가공하는 단계; 상기 초기 커넥팅로드를 호닝머신의 지그에 장착하되, 초기 커넥팅로드가 수평 방향으로 위치하도록 호닝머신의 지그에 장착하는 단계; 상기 호닝머신으로 초기 커넥팅로드의 대단부의 대구경의 내주면을 연삭하는 단계; 상기 초기 커넥팅로드의 대단부를 절단하여 커넥팅로드 캡과 커넥팅로드 본체로 분리하는 단계;를 포함하는 엔진 커넥팅로드 가공방법이 제공된다.

상기 호닝머신으로 초기 커넥팅로드의 대단부의 대구경의 내주면을 가공하는 단계에서 대단부의 외주면과 대구경의 내주면 사이의 살두께의 가공편차를 0.5 ~ 0.3 mm로 가공하는 것이 바람직하다.

상기 호닝머신으로 초기 커넥팅로드의 대구경의 내주면을 가공하는 단계에서 대구경의 진직도를 0.005 ~ 0.003 mm로 가공하는 것이 바람직하다.

본 발명은 초기 커넥팅로드의 대단부 대구경을 보링머신으로 보링시 하거나 호닝머신으로 연삭시 초기 커넥팅로드를 수평 방향으로 위치하도록 지그에 장착한 상태에서 초기 커넥팅로드의 대단부 대구경을 보링하거나 호닝하게 되어 커넥팅로드의 지지하중의 편심 발생을 방지하면서 보링하거나 연삭이 이루어져 커넥팅로드의 대단부의 양쪽 살두께의 미세 가공 편차가 발생되는 것을 방지하게 된다. 이로 인하여, 커넥팅로드의 대단부 외면과 대구경 내주면 사이의 살두께를 최소화하면서도 커넥팅로드의 내구성을 높이게 되어 엔진 출력의 증대에 능동적으로 적용할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 커넥팅로드의 대단부 대구경을 호닝가공을 통해 연삭하게 되므로 대단부의 가공 오차 및 편차를 최소화할 뿐만 아니라 진직도를 극대화하여 커넥팅로드의 대구경에 결합되는 원통형 베어링의 편마모를 방지하게 되므로 엔진에 장착하여 엔진 작동시 진동 발생을 최소화하여 엔진의 동특성(Dynamic Performance)을 향상시킨다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진 커넥팅로드 가공방법의 일실시예를 도시한 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 엔진 커넥팅로드 가공방법의 일실시예에 의해 가공된 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 엔진 커넥팅로드 가공방법의 일실시예에 의해 가공된 정단면도.

이하, 본 발명에 따른 엔진 커넥팅로드 가공방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진 커넥팅로드 가공방법의 일실시예를 도시한 순서도이다. 도 2는 본 발명에 따른 엔진 커넥팅로드 가공방법의 일실시예에 의해 가공된 평면도이다. 도 3은 본 발명에 따른 엔진 커넥팅로드 가공방법의 일실시예에 의해 가공된 정단면도이다.

도 1, 2, 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 엔진 커넥팅로드 가공방법의 일실시예는, 먼저, 원시가공 상태인 초기 커넥팅로드를 제작하는 단계(S1)가 진행된다. 초기 커넥팅로드는 크랭크축에 연결되는 대구경(11)을 갖는 대단부(10)와, 피스톤에 연결되는 소구경(21)을 갖는 소단부(20)와, 대단부(10)와 소단부(20)를 연결하는 로드부(30)를 포함한다(도 2, 3 참조). 대단부(10)의 대구경(11)과 소단부(20)의 소구경(21)은 각각 관통된 원형홀이다. 초기 커넥팅로드는 일예로, 주물에 의해 제작된다.

초기 커넥팅로드를 제작한 다음 초기 커넥팅로드를 보링머신이 지그에 장착하는 단계(S2)가 진행된다. 초기 커넥팅로드를 보링머신의 지그에 장착시 초기 커넥팅로드가 수평 방향으로 위치하도록 보링머신의 지그에 장착한다. 즉, 초기 커넥팅로드의 대구경(11)의 수평 중심선과 소구경(21)의 수평 중심선이 만나는 수평 중심선이 수평 상태로 위치하도록 보링머신의 지그에 장착한다.

초기 커넥팅로드를 보링머신의 지그에 장착한 다음 보링머신으로 초기 커넥팅로드의 대단부(10)의 대구경(11)을 가공하는 단계(S3)가 진행된다. 보링머신으로 커넥팅로드의 대단부(10)의 대구경(11)을 가공하고 이어 소구경(21)을 가공하는 것이 바람직하다.

보링머신으로 초기 커넥팅로드의 대단부(10) 대구경(11)을 가공한 다음 초기 커넥팅로드를 호닝머신의 지그에 장착하는 단계(S4)가 진행된다. 초기 커넥팅로드를 호닝머신의 지그에 장착시 초기 커넥팅로드가 수평 방향으로 위치하도록 호닝머신의 지그에 장착한다. 즉, 초기 커넥팅로드의 대구경(11)의 수평 중심선과 소구경(21)의 수평 중심선이 만나는 수평 중심선이 수평 상태로 위치하도록 호닝머신의 지그에 장착한다.

초기 커넥팅로드를 보링머신의 지그에 장착한 다음 호닝머신으로 초기 커넥팅로드의 대단부(10)의 대구경(11)의 내주면을 연삭하는 단계(S5)가 진행된다. 호닝머신으로 커넥팅로드의 대단부(10)의 대구경(11) 내주면을 연삭시 호닝헤드를 대구경(11)의 길이 방향으로 전진과 후진을 반복하면서 3 ~ 5단에 걸쳐 진행하는 것이 바람직하다. 한 개의 단에서 전진과 후진은 두 번 진행하는 것이 바람직하다. 호닝머신으로 초기 커넥팅로드의 대단부(10)의 대구경(11)의 내주면을 가공하는 단계에서 대단부(10)의 외주면과 대구경(11)의 내주면 사이의 살두께의 가공편차를 0.5 ~ 0.3 mm로 가공하는 것이 바람직하다. 즉, 한쪽 대단부(10)의 외주면과 대구경(11)의 내주면 사이의 살두께와 그 받대편인 다른 한쪽 대단부(10)의 외주면과 내주면 사이의 살두께의 가공편차가 0.5 ~ 0.3 mm 사이가 되도록 가공한다. 또한, 호닝머신으로 초기 커넥팅로드의 대구경(11)의 내주면을 가공하는 단계에서 대구경(11)의 진직도를 0.005 ~ 0.003 mm로 가공하는 것이 바람직하다. 대단부(10)의 대구경(11)의 진직도를 0.005 ~ 0.003 mm로 가공하게 되면 대단부(10)의 대구경(11)에 결합되는 원통형 베어링의 외주면과의 면접촉이 이루어짐과 아울러 원통형 베어링의 편마모를 방지하게 된다.

호닝머신으로 초기 커넥팅로드의 대단부(10)의 대구경(11)을 연삭한 다음 초기 커넥팅로드의 대단부(10)를 절단하여 커넥팅로드 본체(100)와 커넥팅로드 캡(200)으로 분리하는 단계(S6)가 진행된다.

커넥팅로드의 대단부(10)의 외측면에 캡볼트(40)가 체결되는 볼트체결부가 구비되며, 커넥팅로드가 커넥팅로드 본체(100)와 커넥팅로드 캡(200)으로 분리된 상태에서 볼트체결부가 분리되어 일부분은 커넥팅로드 본체(100) 부분에 위치하고 다른 한부분은 커넥팅로드 캡(200) 부분에 위치하게 된다.

커넥팅로드의 대단부(10)의 대구경(11)에 원통형 베어링이 결합되고, 소단부(20)의 소구경(21)에 원통형 부시가 결합된다. 원통형 부시는 초기 커넥팅로드의 대구경(11)을 호닝머신으로 가공한 다음 커넥팅로드의 대구경(11)에 결합하는 것이 바람직하다.

커넥팅로드는 커넥팅로드 본체(100)의 대구경(11) 부분에 위치한 반원통형 베어링이 크랭크축의 일부분을 감싸도록 위치시키고 커넥팅로드 캡(200)의 대구경(11) 부분에 위치한 반원통형 베어링이 크랭크축의 다른 일부분을 감싸도록 위치시킨 상태에서 커넥팅로드 본체(100)의 볼트체결부와 커넥팅로드 캡(200)의 볼트체결부를 캡볼트(40)들로 체결한다. 그리고 커넥팅로드 본체(100) 소구경(21)에 결합된 원통형 부시를 관통하도록 피스톤핀이 관통하여 피스톤핀이 피스톤에 결합된다.

이하, 본 발명에 따른 엔진 커넥팅로드 가공방법의 작용 효과를 설명한다.

초기 커넥팅로드의 대단부 대구경(11)을 보링머신으로 보링시 초기 커넥팅로드를 수평 방향으로 위치하도록 지그에 장착한 상태에서 초기 커넥팅로드의 대단부 대구경(11)을 보링하게 되어 커넥팅로드의 지지하중의 편심 발생을 방지하면서 보링이 이루어져 커넥팅로드의 대단부(10)의 양쪽 살두께의 미세 가공 편차가 발생되는 것을 방지하게 될 뿐만 아니라 초기 커넥팅로드의 대단부 대구경(11)을 호닝머신으로 호닝시 초기 커넥팅로드를 수평 방향으로 위치하도록 지그에 장착한 상태에서 초기 커넥팅로드의 대단부 대구경(11)을 연삭하게 되어 커넥팅로드의 지지하중의 편심 발생을 방지하면서 보링이 이루어져 커넥팅로드의 대단부(10)의 양쪽 살두께의 미세 가공 편차가 발생되는 것을 방지하게 된다. 이로 인하여, 커넥팅로드의 대단부(10) 외면과 대구경(11) 내주면 사이의 살두께를 최소화하면서도 커넥팅로드의 내구성을 높이게 되어 엔진 출력의 증대에 능동적으로 적용할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 커넥팅로드의 대단부 대구경(11)을 호닝가공을 통해 연삭하게 되므로 대단부(10)의 가공 오차 및 편차를 최소화할 뿐만 아니라 진직도를 극대화하여 커넥팅로드의 대구경(11)에 결합되는 원통형 베어링의 편마모를 방지하고 엔진 작동시 진동 발생을 최소화하여 엔진의 동특성(Dynamic Performance)을 향상시킨다.

10; 대단부 11; 대구경
20; 소단부 21; 소구경
30; 로드부

Claims

원시가공 상태인 초기 커넥팅로드를 제작하는 단계;
상기 초기 커넥팅로드를 보링머신의 지그에 장착하되, 초기 커넥팅로드가 수평 방향으로 위치하도록 보링머신의 지그에 장착하는 단계;
상기 보링머신으로 초기 커넥팅로드의 대단부의 대구경을 가공하는 단계;
상기 초기 커넥팅로드를 호닝머신의 지그에 장착하되, 초기 커넥팅로드가 수평 방향으로 위치하도록 호닝머신의 지그에 장착하는 단계;
상기 호닝머신으로 초기 커넥팅로드의 대단부의 대구경의 내주면을 연삭하는 단계;
상기 초기 커넥팅로드의 대단부를 절단하여 커넥팅로드 캡과 커넥팅로드 본체로 분리하는 단계;를 포함하는 엔진 커넥팅로드 가공방법.
제 1 항에 있어서, 상기 호닝머신으로 초기 커넥팅로드의 대단부의 대구경의 내주면을 가공하는 단계에서 상기 대단부의 외주면과 대구경의 내주면 사이의 살두께의 가공편차를 0.5 ~ 0.3 mm로 가공하는 것을 특징으로 하는 엔진 커넥팅로드 가공방법.
제 1 항에 있어서, 상기 호닝머신으로 초기 커넥팅로드의 대단부의 대구경의 내주면을 가공하는 단계에서 대구경의 진직도를 0.005 ~ 0.003 mm로 가공하는 것을 특징으로 하는 엔진 커넥팅로드 가공방법.