KR870002069B1 - 기어 이빨자동 모떼기 장치(Gear Tooth Chamfering Machine) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

기어 이빨자동 모떼기 장치(Gear Tooth Chamfering Machine)

제1도는 본 발명의 구조를 보인 전체의 사시도.

제2도는 본 발명의 좌측면도.

제3도는 본 발명의 정면도.

제4도는 투울 포스트의 구성을 측면에서 보인 부분단면도.

제5도는 투울 포스트의 구성을 전면에서 보인 부분단면도.

제6도는 투울 스핀들 헤드의 전면도.

제7도는 제6도의 평단면도.

제8도는 제7도의 캠(Cam) 부분 확대도.

제9도는 제7도의 클러치(Clutich) 부분 확대도.

제10도는 투울포스트의 평면도로서 모우터를 해체한 구성의 예시도.

제11도는 기어 이빨을 모떼기 가공하는 상태의 사시도.

제12(a)도 제12(b)도는 캠의 전면도와 기어 이빨의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

B : 스핀들헤드 A : 투울포스트

C : 가공테이블 1 : 모우터

3 : 절삭박스 4 : 절삭축

9 : 펜슬커터 11 : 슬라이드

11': 슬라이드판 12 : 슬라이드핸들

13 : 클러치 14 : 나사축

15 : 센터축 16 : 셋트축

17 : 셋트레버 18 : 레크

19 : 레크기어 20 : 래크기어레버

22,22': 지브레버 23,23': 슬라이드판

24 : 나사축 25 : 슬라이드핸들

26 : 클러치 27 : 프레임

30 : 카운터기어 30': 카운터기어축

31 : 첸지기어관 31a : 축안내공

31b : 안내조절공 32c : 고정볼트

32 : 첸지기어 33 : 클러치기어

34 : 캠판 34a : 안내홈

35 : 캠로드 36 : 브라켓

36': 장공 37 : 고정축

38 : 모우터 40 : 주축

42 : 워엄기어 43 : 워엄

43': 워엄축 45 : 아이들기어

46 : 캠기어 47 : 조절나사

48 : 리무브

본 발명은 기어의 단면을 모떼기(Chamfering)하는 기계로서 특히, 치형과 크기에 관계없이 모든 기어를 자동적으로 절삭(Cutting)되도록 구성한 것이다.

일반적으로, 기어 커팅머신(Gear Cutting Machine)에서 치형이 형성된 기어는 그 용도에 따라 모떼기 공정을 거치게 되는 것으로서 예컨데, 변속 기어가 그러하다.

즉, 회전중에 슬라이딩 치합되는 변속기어는 치단면을 소망하는 각도로 챔퍼(Chamfer)해 주어야만 부드럽게 치합되므로 기어 이빨의 모떼기 공정은 기어가공에서 반드시 필요한 2단계 공정이라 할 수 있겠다.

그러나, 이 공정은 요철(

)상으로된 기어 이빨의 모서리를 절삭하는 작업이기 때문에 치선의 차이에 따른 자동화 가공에 난점이 있으며, 또한, 치수가 각기 다른 기어들을 자동으로 가공하기에는 불가능한 것이었다.

그러므로 종래에는 펜슬커터(Penbil Cutter)를 수동으로 조작하면서 모떼기 가공을 시행하여 왔었다.

이와같이 수동에 의한 모떼기 가공방식을 갖는 결점은,

① 가공면이 일률적으로 형성되지 못하기 때문에 품질이 떨어지고,

② 인력 소요에 의한 생산 코스트가 상승되며,

③ 작업시간이 길어 비능률적인 것이었다.

그외에, 여러가지의 불합리한 문제점을 안고 있어서 당해 업계에서는 위와 같은 기어의 모떼기 공정을 자동화하기 위한 노력을 경주하여 왔으나 기어의 치선이 고르지 않고 또 기어의 크기가 다양하기 때문에 모든 기어를 자동적으로 모떼기 할 수 있는 기계의 개발은 요원한 것이었다.

본 발명자는 자동 시스템을 갖추는데 난해한 부분을 해결하기 위하여 연구를 거듭한끝에 본 발명의 "기어 이빨 자동 모떼기 기계"를 완성하기에 이르는 것으로서 그 주된 목적은, 피가공물인 기어를 기계에 위치시킨후, 가동하면 최초에서부터 최종에 이르기까지 모떼기 작업이 자동적으로 이루어지게하는 시스템을 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 기어의 치수 및 크기에 제한없이 어느 것이나 설정치에 맞도록 가공할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 챔퍼 앵글(Chamfer angle : 파들어간 각도)의 형태를 원호상으로 하던가 또는 평각도로 절삭되도록 조정할 수 있어서 그 용도에 맞는 기어 이빨의 모떼기 형태를 선택적으로 가공할 수 있게 하려는 데 있다.

위와 같은 목적들을 달성할 수 있는 본 발명의 특징적인 구성은, 가공테이블(C)상에 스핀들 헤드(B) (Spindle head)와 투울포스트(A) (tool post)을 상호측 대형으로 설치하여 각각 전, 후 및 좌, 우로 이동 조절이 가능한 상태에서 피가공물(K)을 스핀들 헤드(B)에 위치시키고, 상대편의 투울포스트(A)에서 구동되는 펜슬커터(9)(Pencil Cutter)가 측대향으로 피가공물(K)인 기어 이빨을 절삭시킬때 기어 이빨의 칫수, 규격등을 미리 설정해 놓은 스핀들 헤드(B)가 정확한 미동과 회정으로 펜슬커터(9)에 접근시켜 일률적인 절삭면을 갖는 기어를 자동 가공으로 얻게되는 것이다.

다시말해서, 투울포스트(A)는 절삭용 펜슬커터(9)를 회전시키고 위치의 이동 조절이 가능하며, 스핀들헤드(B)는, 피가공물(K)인 기어를 펜슬커터(9)에 알맞게 접근시킴과 동시에 회전시켜주는 역활을 하게되므로서 상기한 목적을 구현할 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 발명의 구조와 작용 효과등을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 충분히 이해될 것이다.

도면 제1도는 본 발명에 의하여 완성된 기어 이빨 자동 모떼기 장치의 개략적인 사시도로서, 가공 테이블(C)의 내부에는 여러가지의 물품 및 공구를 수용하도록 되어있고 측면에는 기계의 작동을 제어하는 콘트롤 박스(D)가 부착되어 있다.

가공 테이블(C)의 좌측에는 정술한 바와같이 투울포스트(A)가 하부기판(10)에 의해 고착되고 가공용 펜슬커터(9)는 정면으로 위치되며, 이의 측대향 위치에 스핀들헤드(B)가 펜슬커터(9)에 지향된 상태로 고착되어 있다.

먼저, 투울포스트(A)의 구조를 도면 제4도, 제5도 및 제6도에 관련하여 기술한다.

모우터판(1')에 고착된 모우터(1)는 4개의 스터드 볼트(2)에 의하여 절삭박스(3) 상에 착설되어 있으며, 스터드볼트(2)에 나합된 너트(2')를 돌림에 따라 모우터(1)의 높낮이가 조절된다.

절삭박스(3)의 내부에는 절삭축(4)이 횡설되며, 축지지부에는 베어링(5)(5')이 결합되어 덮게(6)(6')로 고정된다.

절삭축(4)의 후단에는 폴리(7)를 설치하고 모우터(1) 축에 설치된 폴리(7')와 V벨트(8)로 연결케 하므로서 모우터(1)를 구동시키면 동일한 회정수로 절삭축(4)의 회정되도록 구성한다.

절삭축(4)의 선단에는 펜슬커터(9)의 케이스(9')를 고정시키고 교체가능한 펜슬커터(9)를 키운다.

위의 구성으로된 절삭박스(3)를 블라이더(11)에 얹되, 슬라이더(11)와 슬라이더판(11')은 상호 "

"형으로 삽입시키며, 슬라이더(11)의 후단에는 핸들판(12')을 제착하여 중앙의 요철형으로 된 클러치(13)와 슬라이더 핸들(12)을 접탈 가능하도록 구성한다.

클러치(13)에 접탈되는 나사축(14)은 슬라이더(11)에 나사 결합되어 슬라이더 핸들(12)을 돌릴때 슬라이더(11)가 전, 후로 이동되도록 구성하며, 슬라이더판(11')은 스핀들기관(10)에 안착되어 센터축(15)의 조절에 따라 약간씩 회동할 수 있도록 된다.

또한, 슬라이더(11) 일측에는 셋트축(16)을 설치하여 셋트레버(17)의 조절에 따라 슬라이더(11)가 슬라이더판(11')에 고정 또는 해지되며, 슬라이더(11)의 타측에는 레크(18)를 횡착하여 래크기어(19)를 치합하고 래크기어레버(20)에 의해서 슬라이더(11)가 전후로 이동조절 되도록 구성된다.

다음으로 스핀들 헤드(B)에 관하여 기술한다.

제3도 및 제6-9도는 스핀들 헤드(B)를 구체적으로 도시한 구조로서 먼저 제6도에 대하여 개략적으로 설명하면, 기대(C)의 상부에 기판(21)이 착설되며, 다수개의 지브(22)를 조절하여 "

"형으로 삽입된 슬라이드판(23)(23')을 고정시킬 수 있도록 되어있다.

상기"

"형 슬라이드판은 상, 하로 구획되며, 하부 슬라이드판(23)은 전면에 나사축(24)이 결합되어 있고 핸들판(25')에 위치한 요철형의 클러치(26)가 핸들(25)과 나사축(24)을 접탈시키도록 되어있다.

상부슬라이드판(23')에도 다수개의 지브(22')가 유착되어 있어서 이를 조절함에 따라 하부 슬라이드판(23)으로부터 이동 및 고정될 수 있으며, 상부 슬라이드판(23')은 프레임(27)과 일체로 고착된다.

프레임(27)에는 여러가지의 부품들이 조합되는데 먼저 제6도 도면상으로 나타나는 부품의 위치등을 기술하고 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

프레임(27) 전면에는 커버(28)와 척(29)이 구성되고 이의 선단에는 피가공물(K)인 기어가 착탈되는 구성을 갖추며, 프레임(27)의 중간에는 카운터기어(30)가 설치되어 그 위엔 첸지기어판(31)이 복착된다.

이 첸지기어판(31)은 하방으로 길게 연장되어 축안내공(31a)이 천설되고, 하부에는 횡방으로 안내조절공(31b)이 천설되어 고정볼트(31c)로서 첸지기어판(31)을 고정시킬 수 있도록 되어 있으며, 축안내공(31a)에는 첸지기어(32)의 축을 수용하여 첸지기어(32)가 클러치기어(33)에 치합되도록 구성된다.

프레임(27)의 후방에는 캠판(34)이 축설되어 있고 캠로드(35)가 여기에 접속되며, 로드판(35')과 일체로된 브라켓(36)의 하단에는 고정축(37)이 상부 슬라이드판에 설치되어 있어서 캠판(34)의 회전에 따라 이 고정축(37)을 기점으로 하여 프레임(27)이 전, 후로 연동된다.

프레임(27)의 상부에는 모우터(38)및 감속기(39)가 착설되어 상기의 모든 부품들을 동작시키게 되어있는 것으로서 도면 제7도에 의하여 위의 구조를 구체적으로 설명하면 더욱 명료하게 이해할 것이다.

즉, 프레임(27)의 중앙에 가로질러서 축설되는 주축(40)은 전, 후로 축지부에 각각 베어링(41) (41')이 내접되어 있고 또한 커버(28) (28')로 고정되며 이의 전면에는 상술한 바와같이 플랜지(29)가 부착되어 피가공물(K)을 착탈시키도록 되는 구조를 갖는다.

이 주축(40)에는 위엄기어(42)가 설치되고 프레임(27)에 교차형으로 축설된 위엄축(43')상의 위엄(43)과 상호 치합된다.

도면 제9도에 의하면, 위엄축(43')의 일축에 클러치(44)가 설치되며, 클러치 디스크(44')와 일체로 된 클러치기어(33)는 첸지기어(32)와 치합되고 첸지기어(32)는 카운터기어(30)에 치합된다.

카운터기어(30)는 카운터축(30')에 결합되어 있으며, 이의 타측에 형성된 카운터기어(30''), 아이들기어(45) 및 캠기어(46)와 차례로 치합되면서 소정의 감속비를 얻는 감속기어(39)군을 형성한다.

위의 캠기어(46)는 제8도와 같이 캠축(34')에 결합되어 있는 것이며, 반대편에 결함된 캠판(34)과 일체로 회전하게 된다. 캠판(34)의 전면에 형성된 안내홈(34a)에는 캠로드(35)가 삽입되고 로드판(35')이 브라켓(36)과 일체를 이루고 있으므로 브라켓(36)의 하부에 설치된 고정축(37)을 기점으로 하여 캠(34)의 회전운동이 프레임(27) 전체의 전, 후진 운동으로 작용된다.

브라켓(36)에는 종으로 장공(36')이 철설되고 그 일측에 눈금(36'')이 표기되며, 조점나사(47)에 결합된 리무브(48)가 눈금(36'')에 지침된다.

이상은 본 발명에 구성을 설명한 것이며, 기어 이빨을 모떼기 하기 위하여 이를 가동시킬 때의 작용순서를 설명하면 다음과 같다.

기어 커팅머신에서 만들어진 기어(K)를 모떼기 하기 위하여 먼저 스핀들 헤드(B)의 척(29)에 고정시키면 모우터(38)의 구동에 따라 주축(40)과 함께 회동된다.

다음으로, 카운터기어(30)에 복착된 첸지기어판(31)을 해체하고 별도로 비치된 다수개의 첸지기어중에서 피가공기어(K)의 치수와 동일한 첸지기어(32)를 선택하여 첸지기어판(31)에 천설된 축안내공(31a)에 끼운후 첸지기어(32)가 카운터기어(30)와 클러치기어(33)에 긴밀하게 치합되도록 첸지기어판(31)을 전방으로 당겨서 고정볼트(31c)로 조여준다.

그후, 슬라이더판(23')의 지브(22')를 풀고 슬라이드 핸들(25)을 전방으로 밀면서 회전시키면, 클러치(26)가 나사축(24)에 당접되면서 나사축(24)의 회전에 의하여 슬라이더판(23)이 기판(21)으로부터 이동되며, 스핀들헤드(B) 전체의 위치를 조절하게 된다.

조절후에는 양면의 모든 지브(22) (22')를 조여 고정시킨 다음, 브라켓(36)의 눈금(36'')에 적정수치의 리무브(48)가 지침되도록 조절나사(47)를 맞추면 스핀들헤드(B)의 작업 준비가 완료된다.

다음으로, 투울포스트(A)를 조절하여 상기의 스핀들헤드(B)에 정확히 위치시켜야 하는데 스핀들헤드(B)는 전, 후로만 이동조절이 가능하지만 투울포스트(A)는 전, 후로 이동이 가능할뿐아니라 센터축(15) (9')을 중십으로 하여 좌, 후 회동이 가능하므로 먼저, 펜슬커터 케이스(9)내에 펜슬커커(9)를 끼우고 슬라이드 핸들(12)을 돌려 나사축(14)에 의한 슬라이드(11)가 기판(10)에서 슬라이딩 하면서 전방으로 이동하여 상기 스핀들헤드(B)에 접근되도록 조절한다.

펜슬커터(9)가 상대편의 피가공기어(K) 이빨에 도달되면 선택하는 절삭각도에 맞도록 투울포스트(A)를 회동시켜 그 각도를 맞춘후 센터축(15)의 넛트(15')를 조여 완전히 고정시킨다음 상대편 스핀들헤드(B)의 운동이 가능하도록 상부 슬라이드(23')판의 지브(22')만 풀어놓는다.

그후, 콘트롤박스(D)의 전원스위치를 온(on)시키고 투올포스트(A)와 스핀들헤드,(B)의 푸시버튼 스위치를 동시에 누르면 각각의 모우터(1) (38)가 구동되면서 가동을 개시하게 되는 것이다.

즉, 투울포스트(A)에 있어서는, 모우터(1)의 회전력이 폴리(7) (7')및 V벨트(8)에 의하여 절삭축(4)에 전달되며, 절삭축(4)과 일체화된 펜슬커터(9)는 고속으로 회전하면서 피가공기어(K)의 모서리 부분을 절삭하기 시작하는 한편, 스핀들헤드(B) 는, 모우터(38)가 구동될 때 캠기어(46)→아이들기어(45)→카운터기어(30'')에 의해서 회전수가 감속되며, 카운터기어(30) (30'')는 첸지기어(32)→클러치기어(33)를 회전시키고 클러치(44)에서 당접된 위엄축(43)의 위엄(43)이 저속으로 주축(40)을 회전시키게 되어 피가공기어(K)가 느린속도로 회동되면서 펜슬커터(9)에 의해 피가 공면을 절삭하게 된다.

이때, 캠기어(46)와 동일캠축(34')에서 회전되는 캠판(34)은 도면 제12도의 형태로 안내홈(34a)이 형성되어 있고 안내홈(34a)의 내면에 삽입된 캠로트(35)는 부라켓(36)과 일체로 되어 있으므로 캠판(34)이 회전하면서 캠로드(35) 및 브라켓(36)에 의하여 스핀들헤드(B) 전체가 전, 후로 미동하게 되는 것이다.

그러므로, 피가공기어 이빨의 철(

) 면이 펜슬커터(9) 위치에 있을 때는 프레임(27) 전체가 약간 후퇴한 상태에 있고, 기어 이빨의 요(

)면에 펜슬 커터(9)가 위치되면 약산 전진하는 상태로 절삭 가공작업이 진행되므로 기어 이빨의 요철(

)에 의한 거리를 맞춰주는 역할을 하게 되는 것이다.

따라서, 기어 이빨의 치단면이 균등한 각도로 절삭되는 것이며, 제12도의 예시와 같이 캠판(34)에 형성된 안내홈(34a)의 모양을 달리하여 평면 절삭하거나 또는 굴곡 절삭도 가능하게 되는 것이다.

이상과 같은 작동으로 기어 이빨을 자동으로 모떼기하는 본 발명은, 피가공기어의 크기, 치수에 관계없이 해당 첸지기어(32)만을 첸키기어판(31)에 교체해주면 모두 작업이 가능한 것으로서 일단 피가공기어(K)를 고정시킨 다음 치단면과 펜슬커터(9)의 접근 위치만을 조정해주면 자동으로 이루어지는 효과를 갖게되는 것이다.

따라서, 본 발명에 의하여 가공 공정을 거치면 균일한 절삭면을 갖는 우수한 품질의 제품을 얻을 수 있고 작업이 신속하게 이루어지며, 인력이 절감되는 여러가지의 효과 높은 장치인 것이다.

Claims (2)

1. 단일 가공 테이블(C)상에 투울포크트(A)와 스핀들헤드(B)를 측대향으로 설치하되, 투울포스트(A)는 절삭박스(3)의 상부에 모우터(1)를 설치하고 내부에는 절삭축(4)을 횡설하며, 이의 선단에 펜슬커터(9)가 보유되게 하여 절삭공구 기능을 실현시키고, 하부에는 슬라이더(11)와 슬라이드판(11')을 "

   

   "형으로 삽입시켜 후단에 설치된 슬라이드 핸들(12)과 나사축(14)에 의하여 전, 후 이동케하며, 그 일측에는 셋트축(16)을 설치하여 셋트 레버(17)에 의해 고정 자재되게 하는 한편 타측에는 레크(18) 및 레크기어(19)를 설치하여 투울포스트(A)부를 구성하며, 스핀들헤드,(B)부는 프레임(27)의 저부에 상기와 동형의 슬라이더판(23) (23') 및 슬라이드 핸들(25), 그리고 나사축(24)을 구성하여 전후 이동 가능케하되, 측면에 다수개의 지브(22) (22')를 설치하여 고정 및 해지 조절시키며, 프레임(27)중앙에 설치되는 주축(40)에는 위엄기어(42)를 결합하여 위엄축(43')의 위엄(43)과 치합시키고, 그 일측에 있는 클러치기어(33)와 첸지기어(32) 및 카운터기어(30)를 차례로 치합시키며 카운터기어축(30')에는 여러개의 감속기어(30'') (45) (46)를 치합시켜 캠축(34')과 캠판(34)에 의하여 캠로드(35)가 안내홈(34a)내에서 연동되게 구성함을 특징으로 하는 기어 이빨 자동 모떼기 장치.
2. 제1항에 있어서, 클러치기어(33)와 카운터기어(30)사이에 치합되는 첸지기어(32)는 피가공기어(K)의 규격에 상응되는 임의의 선택기어로 교체 가능하도록 구성하되 교체시 착탈자재시키는 첸지기어판(31)의 하부를 길게 연장하여 축안내공(31a)을 형성하고, 그 하부에 횡방으로 안내조절공(31b)을 천공하여 첸지기어(32)의 축과 고정볼트(31c)를 각각 관통 결착시키도록 첸지기어판(31)을 구성하는 기어 이빨 자동모떼기 장치.

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