KR890000213B1 - 정밀 볼트랙 제조방법 및 마찰면 부재 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

정밀 볼트랙 제조방법 및 마찰면 부재
제1도는 본 발명방법에 따라 제조된 일정속도 유니버설 조인트의 부분 절단면도.
제2도는 제1도의 2-2선을 따라 취해진 절단면도.
제3도는 완충홈을 상세히 설명하기 위한 제1, 2도의 유니버설 조인트의 부분확대 절단면도．
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 일정속도 유니버셜 조인트 12 : 외부 마찰면부재
16 : 구형공간 18 : 1차 궤도
20 : 버어링볼 22 : 내부 마찰면부재
24 : 축 26 : 키이
28 : 외부구형표면 30 : 제2차트랙
32 : 오목한 홈 36 : 표면
38 : 최소연마표면 40 : 최대연마표면
42 : 구형케이지
44 : 기저부, 오목한 홈의 폭, 오목한 홈의 길이, 호의각, 1차 트랙표면의 반경, 최소연마반경, 최대연마반경
본 발명은 정밀 볼트랙 제조방법에 관한 것으로, 특히 유니버설 조인트의 외부 마찰면 부재내 본 제조방법에 의해 생산된 부품에 관한 것이다.
버어링볼과 맞물린 볼트랙을 갖는 기계부품들이 많이 있다. 부품과 함께 볼트랙제조는 다양한 방법에 의하여 생산되며, 단조나 주조, 연마, 기계가공 및 냉간가공등 거친 작업공정으로 제조되거나, 부품의 제조과정 중 냉간가공이나 단조등 초기 개략적인 트랙을 만들고 연마나 기계가공으로 정밀형으로 볼트랙을 만든다. 마지막 언급한 방법은 가장 보편적인 것으로 볼홈을 위한 정밀형이 요구되며 본질적인 재료의 낭비없이 정확한 치수의 볼홈이 제조된다. 더구나, 이러한 볼홈 생산방법은 제조공정중 초기 개략적인 볼트랙을 만들지 않고 볼트랙을 연마하는 방법보다 연마기계공구의 마모를 줄일 수 있다.
예를 들어, 정밀 볼트랙은 내부 및 외부 마찰면 부재에 볼과 맞물린 장정에 마찰면 홈이 배치되고 다수의 베이링 볼에 의하여 서로 구형으로 맞물린 내부 및 외부마찰면 부재를 갖는 유니버설 조인트에 요구된다.
이러한 유니버설 조인트의 형태는 Alfred H. Rzeppa의 미합중국 특허번호 2,046,584(1936.7.7)과 1,665,280 (1928.3.10)에서 발견된다. 이 형태의 유니버셜 조인트의 구조상 중요한 장점은 이것이 일정속도 성질을 갖는 것이다. 즉, 내부마찰면 부재와 상호 연결된 축의 회전속도가 각진 부분의 미리 정해진 범위내에 있는 내부 및 외부 마찰면 부재 사이의 각진 부분에 관계없이, 외부 마찰면 부재와 상호 연결된 축의 회전속도와 동일한다.
이러한 이유에서 이 형태의 유니버설 조인트가 모터차량의 구동조합에 일반적으로 사용되고 있다.
위에서 서술한 형태, 즉 가끔 체파 조인트(Rzeppa joint)로 언급되는 전형적인 일정속도 유니버설 조인트는 내부 마찰면 부분의 구형공간내에 6개의 정밀 정점 볼트랙과 내부 마찰면 부재의 외부구형 표면에 형성된 6개의 정밀 정점 볼트랙을 갖는다. 이들 트랙은 초기에 단조나 주조로 내부 및 외부 마찰면 부재에 만들어지고 이후 각 볼트랙을 위한 원하는 정밀형을 생산키위해 기계가공된다. 연마및 기계공작업중, 공구의 작업표면은 마모되며 기계가공 및 연마작업의 정확성을 유지하기 위해 공구의 주기적인 교환이 요구된다. 이러한 주지적 교환은 교환되는 공구비의 증가와 교환에 따른 작업시간의 손실을 초래한다.
볼트랙이 냉간가공작업에 의하여 제조된때, 특히 볼트랙의 정점 부위의 부품금속은 본질적으로 변형된다. 볼궤도의 점점부위의 금속을 볼트랙 제조시 가장 큰 응역을 받는다. 볼트랙의 정점부위에서의 일종의 완충은 제조공정을 용이하게 하기 위한 장점이 될것이다.
볼트랙을 연마시 연마공구는 볼귀도의 정점에서 바깥방향으로 축을 중심으로 회전한다. 따라서, 볼궤도의 정점에 인접한 연마공구의 부분은 비교적 느리게 이동하고 최대의 마찰을 받게된다. 볼트랙의 정점부위의 마찰은 연마공구의 급속한 질저하를 초래하며 그로인해 연마공구의 빈번한 교환과 그로인한 많은 시간장비를 가져오게 된다. 열을 발생시키는 이러한 마찰은 부품에 균열을 발생시킨다. 따라서 각 부품은 미시적인 균열을 조심스럽게 검사하여야만 할 것이다. 그러한 검사중 미시적 균열의 검출로 인해 상당한 양의 폐기물이 발생되어, 개당 제조가격은 증가될 것이다. 또한 품질관리문제는 간파되지 않은 미비점으로써 대두될 것이다.
따라서 제파조인트및 유사한 일정속도 유니버셜 조인트에서 필요한 것은 볼트랙 생산방법이며, 마찬가지로 볼트랙 제조에 따라 발생되는 폐기물량과 연마및 기계가공 공구의 마모량을 감소시키는 정밀 볼트랙이 요구된다.
본 발명은 작업공정중, 정밀 볼트랙 제조방법에 관한 것으로 볼트랙을 연마하거나 기계가공하는데 사용되는 공구의 마모를 줄이고, 이전방법에 비하여 냉간가공작업을 용이하게 하며, 작업공정중 미시적 균열발생을 감소시킨다. 본 발명의 방법은 특히 제파 조인트와 같은 일정속도 유니버설 조인트의 외부 마찰면 부재를 제조하는데 유용한 장점이 있다.
본 발명방법에 따르면, 작업공정은 볼트랙을 제조하고 제조된 볼트랙에 완충홈을 제조하고 그것을 따라 확장시킨다. 볼트랙은 정밀 볼트랙을 제조하고 연속하여 미리 정해진 정밀형으로 연마 또는 기계가공한다. 완충홈은 연마나 기계가공시 최대 저항력이 발생되는 부분에서 공구에 의해 맞물린 표면적을 감소시켜 기계가공이나 연마공구의 마모를 줄인다. 더 나아가, 완충홈은 냉간 가공작업중 볼궤도 정점에서의 금속 유동을 향상시킨다.
되도록이면 최대저항력이 있는 부위에 볼홈이 정점을 따라 확장된 오목한 홈은 냉간가공 기구 또는 기계가공, 연마 공구의 부품에 제공되어져야 할것이다.
우선적으로 구체화시켜보면, 일정속도 유너버설 조인트의 외부마찰면 부재에 정점 마찰면홈과 떨어진 다수의 간격이 형성되고, 정점마찰면 홈과 떨어진 다수의 간격들은 마찰면 홈과 정점에 형성된 정점 완충홈을 갖는다. 정점 마찰면 홈과 떨어진 다수의 공간들은 다수의 정밀 볼트랙을 생산키 위한 정밀형으로 기계가공 및 연마된다.
일정속도 유니버설 조인트의 내부 마찰면 부재는 정점 마찰면홈과 분리된 다수의 간격을 갖는 내부 마찰면부재를 만들고, 정점에 각각의 정점 완충홈을 가지며, 정점 마찰면 홈과 떨어진 다수의 간각을 다수의 정밀 볼트랙을 생산하기 위한 미리 정해진 정밀형으로 연마함으로써 제조되어진다.
본 발명의 주목적은 정밀 볼트랙 제조방법을 제공하는 것으로서 이 방법은 정밀 볼트랙을 생산하는 기계가공 및 연마공구의 유효수명을 증가키시고, 사용되는 생산기계의 낭비시간을 감소시키며, 생산기계의 생산능률을 향상시킨다.
본 발명의 다른 목적은 내부 및 외부마찰면 부재에서 일련의 볼과 맞물린 정점 마찰면 홈을 갖는 유니버설 조인트의 내부 마찰면 부재와 외부 마찰면 부재를 제조하는 방법을 제조하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 내부및 외부 마찰면 부재내에 만들어진 일련의 볼과 맞물린 정점 마찰면 홈을 형태의 일정속도 유니버셜 조인트에 대한 정밀 내부마찰면 부재와 정밀 외부마찰면 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 냉간가공작업에 의한 정밀 볼궤도 제조를 향상시키기 위한 정밀 볼궤도 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 특징과 장점은 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 살명을 읽을때 기술적으로 명백히 숙지될 것이다.
제파형 일정속도 유니버셜 조인트는 다음의 제1 , 2도면에서 더욱 상세하게 설명되어진다. 이미 일정속도 유니버설 조인트는 기술적으로 잘 알려진 것으로서 여기서는 세부적으로 묘사하거나 설명하지는 않는다.
일정속도 유니버설 조인트(10)는 1차 방향에서 그로부터 확장되는 내부축(14)를 갖는 외부 마찰면 부재를 포함한다. 구형공간(16)은 외부마찰면부재(12)에 형성되어진다. 구형공간(16)은 1차 방향의 반대인 2차방향에 면해 있다.
제1, 2도면에서 보면, 제1차 트랙(18)은 일련의 베어링볼(20)을 위한 외부 마찰면부재(12)내에 형성되어 있다. 제1차트랙(18)에는 일련의 볼과 맞물린 고딕아치형의 정점 마찰면홈이 형성된다.
내부마찰면부재(22)는 외부 마찰면 부재(12)의 구형공간(16)내에 제공되어진다. 내부 마찰면 부재(22)는 키이(26)에 의해 축(24)에 고정되어있다. 내부 마찰면부재(22)는 외부 마찰면 부재(12)의 구형공간(16) 직경보다 본질적으로 더 작은 직경을 갖는 외부구형표면(28)을 갖게 된다.
제2차트랙(30)은 제1, 2도면에서 보는 바와같이 내부 마찰면부재(22)의 외부구형표면(28)내에 형성되어 있다. 제2차트랙(30)에는 일련의 베어링볼과 맞물린 고딕아치형의 정점홈이 형성된다.
각각의 제1차트랙(18)은 외부마찰면부재(12)의 내부축(14)에 비례하여 내부 마찰면 부재(22)차 상호연결 된 축(24)의 각진 이동을 허용하기 위하여 알려진 방법대로 베어링볼(20)과 사이사이에 장치되고 각각의 2차 트랙(30)과 규칙적으로 정렬되어있다. 베어링볼(20)은 알려진 방법대로 축(24)와 내부축(14)사이의 회전비틀림힘을 전달해 준다. 구형캐이지(42)는 알려진 방법대로 베이링볼(20)을 장치하기 위하여, 내부 마찰면부재(22)의 외부구형표면(28)과 마찰면 부재(12)의 구형공간(16)사이에 위치한다.
이전의 기술방법에 따르면, 내부 및 외부 마찰면부재(22)(12)는 주조나 단조작업으로 만들고, 연마나 기계가공 공구를 사용하는 연속적인 연마나 기계가공작업에 의하여 제1, 2차 트랙(18) (30)을 제조한다. 이 연마나 기계가공작업은 연마나 기계가공 공구에 상당한 양의 마모를 초래하며, 연마공구의 빈번한 교환을 요구하게 된다. 따라서, 내부 및 외부 마찰면 부재의 생성에 사용되는 제조기계는 실질적인 시간낭비와 저생산율을 초래한다. 어쨌든, 본 발명에 따르면, 내부 및 외부 마찰면 부재(22)(12)는 기계가공공구의 마모량을 줄이기위해 수정되었으며, 생산기계의 낭비시간이 줄고 생산율이 증가될 것이다.
제1, 2, 3도면을 보면, 각각의 제1차트랙은 길이를 따라 확장된 작은 오목한 홈(32)을 갖는다. 유사하게, 제1, 2도면을 보면, 각각의 제2차트랙(30)도 길이를 따라 형성된 오목한홈(34)을 갖는다. 오목한홈(32)(34)는 제1, 2차트랙(18) (30)을 미리 정해진 정밀형으로 연마 및 기계가공하는데 사용되는 연마 및 기계가공 공구의 마모를 줄이기 위한 완충홈으로 제공된다.
제3도면을 보면, 더욱 상세하게 미리 선택된 제1차트랙(18a)의 각각에는, 최대의 연마나 기계가공 저향력이 트랙의 정점에서 직면하게 되므로, 오목한 홈(32)이 제1, 2차 트랙의 정점에 형성되어 있다. 따라서, 미리 선택된 제1차트랙 (18a)의 마무리 작업에 사용되는 연마나 기계가공 공구는 오목한홈(32)이 없는 경우보다 본질적으로 덜 마모될 것이다.
미리 선택된 제1차트랙(18a)의 오목한홈(32)는 외부 마찰면 부재(12)의 본질적인 약화없이, 사용되는 기계가공 및 연마공구의 마모를 본질적으로 줄이기 위해 제공되는 것으로 깊이(d)보다 폭(W)이 가능한한 더커야 한다. 예를들어, 오목한홈(32)의 폭(W)은 깊이(d)의 2-4배가 되어질 것이다. 더 나아가, 오목한홈(32)은 미리 선택된 제1트랙에서 호의각θ를 가지며 미리 선택된 1타트랙(18a)부분에서 원주상으로 확장된다. 미리 선택된 호의각θ는 미리 선택된 제1차트랙(18)와 그 안에 위치한 베어링볼(20)사이에 접촉하는 충분한 유지표면을 허용하고 기계가공 및 연마공구의 마모를 최소하도록 정해진다. 예를들어 설명하면, 미리 선택된 호의 각 θ는 대략 20°를 가지며, 대략 10-30°의 범위를 갖는다.
본 발명 방법에 따르면, 외부 마찰면 부재(12)는 초기에 주조나 단조작업으로 제조되며 반경 r1으로 형성된 표면(36)을 갖는 미리 선택된 제1차트랙을 갖는다. 최대연마 반경(r3)을 갖는 최대연마표면(40)과 최소연마반경(r2)을 갖는 최소연마 표면(38)사이에 미리 선택된 공차내에서 변화되는 연마표면을 제조하기 위해 연속적으로 연마 및 기계가공작업을 미리 선택된트랙(18a)에 수행한다. 오목한 홈(32)의 깊이(d)는 반경 r1과 최대연마반경 r3의 차이를 초과하지 않도록 선택되며, 연마 및 기계가공 공구가 오목한홈(32)의 기저부(44)와 결코 만나지 않도록 한다. 내부 및 외부 마찰면 부재(22)(12)의 나머지 1차트랙과 제2차트랙(30)은 앞에서 기술한 미리 선택된 1차트랙(18a)제조와 유사한 방법으로 제조한다.
본 발명에 따른 방법에 주의할 것은 이 방법을 내부 마찰면 부재(22)에 적용하는 것보다 외부 마찰면부재(12)에 적응하는 것이 더 유리하다는 것이다. 베어링볼(20)과 관계된 외부 마찰면 부재의 제1차트랙(18)에 있어서 일반적으로 베어링볼과 맞물린 트랙의 표면은 트랙의 정점을 포함하지 않는다. 이것은 베어링볼(20)과 외부 마찰면 부재(12)사이의 베어링 표면적을 최대화하기 위해 행해진다. 따라서, 각 트랙에 오목한홈(32)의 제공으로 인한 제1트랙 (18)일부의 제거는 어떤 하중에도 직면하지 않도록 제1차트랙의 일부를 제거한다. 따라서 본 발명에 따른 방법은 일정속도 유니버셜 조인트(10)의 외부마찰면부재(12)제조시 적용될때, 베어링볼(20)과 이것과 결합된 제1차트랙 (18)사이 기능적 맞물림의 영향없이 기계가공이나 연마공구의 최대저항력을 제공하는 제1차트랙(18)의 표면(36)의 일부를 제거함으로서 사용되는 연마나 기계가공구의 유효수명을 증가시킨다.
대조적으로, 내부 마찰면 부재(22)의 제2차트랙(30)은 제2차트랙의 정점 인근에 접촉표면을 제공하는 방법으로 균형잡히게 한다. 따라서, 본 발명 방법에 따라 내부 마찰면부재(22)를 만들때, 베어링볼(20)과 2차 트랙(30)사이의 최대접촉면적은 오목한홈(34)의 양쪽편이 될것이다.
따라서, 외부마찰면 부재(12)는 본 발명 방법에 따라 제조되고 반면에 내부 마찰면 부재(22)는 이전의 기술방법에 따라 제조될 것이다. 내부 마찰면 부재(22)의 제2차트랙(30)의 각각에 형성될 오목한홈(34)은 제2차트랙의 정점보다 다른 위치에 형성될 것이다. 예를들어, 도면에서 보이지는 않지만 두 오목한 홈은 제2차트랙의 정점과 미리 선택된 각의 거리로 배치된다.
앞의 서술은 본발명의 시행에 따른 발명자의 심사숙고한 최선의 방식으로 구성된 것이다. 앞의 세밀한 서술은 단지 본 발명의 본보기 일뿐이며 본 발명의 이념내에서의 다양한 변경이 가능하다.

Claims (19)

  1. 연속적인 단계를 포함하는 방법으로 구성되어 있는 정밀 볼트랙 제조방법에 있어서, 볼트랙을 만들고 만들어진 볼트랙을 따라 완충홈을 확장하며, 제조된 볼트랙을 따라 완충홈을 확장하며, 제조된 볼트랙을 정밀 볼트랙을 생산키 위한 미리 결정된 정밀형으로 연마하는 것을 특징으로 하는 정밀 볼트랙 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 정밀 볼트랙 제조방법이 유니버설 조인트의 내부 마찰면 부재를 포함하고, 내부 마찰면 부재는 다수의 볼과 맞물린 정점트랙을 포함하며, 정밀 볼트랙은 적어도 다수의 볼과 맞물린 정점트랙의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀 볼트랙 제조방법.
  3. 제2항의 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 내부마찰면 부재.
  4. 제1항에 있어서, 정밀 볼트랙 제조방법이 유니버설조인트의 외부 마찰면 부재를 포함하고, 외부 마찰면부재는 다수의 볼과 맞물린 정점트랙을 포함하며, 정밀 볼트랙은 적어도 다수의 볼과 맞물린 정점트랙의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀 볼트랙 제조방법.
  5. 제4항방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 외부 마찰면 부재.
  6. 제1항에 있어서, 정밀 볼트랙 제조방법에 제조된 볼트랙의 장점을 따라 확장된 완충홈을 특징으로 하는 정밀 볼트랙 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 정밀 볼트랙 제조방법이 제조된 볼트랙의 길이 보다 본질적으로 더 큰 폭을 완충홈을 특징으로 하는 정밀 볼트랙 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 정밀 볼트랙 제조방법에 연마작업단계중 연마가공 깊이 보다 본질적으로 더 큰 미리 정해진 깊이를 갖는 완충홈을 특징으로 하는 정밀 볼트랙 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 정밀 볼트랙 제조방법에 제조된 볼트랙에 호의각 10-30°를 갖으며 원주상으로 확장된 완충홈을 특징으로 하는 정밀 볼트랙 제조방법.
  10. 외부 및 내부 마찰면 부재내 일련의 볼과 맞물린 정점 마찰면 트랙과 내부 마찰면 부재를 갖는 유니버설조인트의 외부 마찰면 부재 제조방법이 연속적인 단계를 포함하는 정밀 볼트랙 제조방법에 있어서, 공간을 갖는 외부 마찰면을 만들고, 공간내 정점 마찰면 트랙과 떨어진 다수의 간격이 형성되며, 정점 마찰면 트랙과 떨어진 다수의 간격들은 정점 완충홈을 갖으며, 정점 마찰면 트랙과 떨어진 다수의 간격들은 다수의 정밀 볼트랙을 제조키 위하여 미리 정해진 정밀형으로 연마하는 것을 특징으로 하는 정밀 볼트랙 제조방법.
  11. 제10항의 방법에 의하여 제도되는 것을 특징으로 하는 외부 마찰면 부재.
  12. 제10항에 있어서, 정밀 볼트랙 제조방법이 정점 마찰면 트랙과 떨어진 다수의 간격 개개의 깊이보다 본질적으로 더 큰 폭을 갖는 정점 완충홈을 특징으로 하는 정밀 볼트랙 제조방법.
  13. 제10항에 있어서, 정밀 볼트랙 제조방법에 연마작업 단계중 연마 가공 깊이보다 본질적으로 더 큰 미리 정해진 깊이를 갖는 정점 완충홈을 특징으로 하는 정밀 볼트랙 제조방법.
  14. 제10항에 있어서, 정밀 볼트랙 제조방법이 정점 마찰면 트랙과 떨어진 다수의 각각에 대하여 호의각 10-30°를 갖으며 원주상으로 확장되는 정점 완충홈을 특징으로 하는 정밀 볼트랙 제조방법.
  15. 외부 및 내부 마찰면 부재내 일련의 볼과 맞몰린 정점 마찰면 트랙과, 외부 마찰면 부재를 갖는 유니버설조인트의 내부 마찰면 부재 제조방법에 연속적인 단계를 포함하는 정밀 볼트랙 제조방법에 있어서, 외부구형표면을 갖는 내부 마찰면 부재와 그 위에 정점마찰면 트랙과 떨어진 다수의 간격을 형성하고, 정점에 형성된 정점 완충홈을 갖는 정점 마찰면 트랙과 떨어진 다수의 간격 각각을 만들고 정점 마찰면 트랙과 떨어진 다수의 간격들은 다수의 정밀 볼트랙을 제조키위하여 미리 정해진 정밀형으로 연마하는 것을 특징으로 하는 정밀 볼트랙 제조방법.
  16. 제15항의 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 내부 마찰면 부재.
  17. 제15항에 있어서, 정밀 볼트랙 제조방법이 정점마찰면 트랙과 떨어진 다수의 간격 개개의 깊이보다 본질적으로 더 큰 폭을 갖는 정점 완충홈을 특징으로 하는 정밀볼트랙 제조방법.
  18. 제15항에 있어서, 정밀 볼트랙 제조방법에 연마작업단계중 연마 가공 깊이보다 본질적으로 더 큰 미리 정해진 깊이를 갖는 정점 완충홈을 특징으로 하는 정밀 볼트랙 제조방법.
  19. 제15항에 있어서, 정밀 볼트랙 ,제조방법에 정점 마찰면 트랙과 떨어진 다수의 간격 각각에 대하여 호의각 10-30°를 갖으며 원주상으로 확장되는 정점 완충홈을 특징으로 하는 정밀 볼트랙 제조방법.
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