스러스트 볼베어링의 볼가이드 제조방법{Ball guide manufacture method of thrust ball bearing}
본 발명은 스러스트 볼베어링의 볼가이드 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 직경이 600㎜ 이상 대형으로 제조되는 스러스트 볼베어링에 있어서, 스러스트 볼베어링을 구성하는 볼가이드를 보다 더 간편하게 제조할 수 있도록 한 것이다. 주지하는 바와 같이 스러스트 볼베어링은 하중이 축을 따라서 가해지는 각종의 기계에 사용하는 것이다. 상기와 같이 구성된 스러스트 볼베어링은 직경이 아주 작은 소형에서부터 직경이 큰 대형에 이르기 까지 매우 다양한 크기를 가지고 있다. 상기와 같이 다양한 규격으로 제조된 스러스트 볼베어링 중에 직경이 600㎜ 이하인 경우에는 그 제조기술이 국내외적으로 보편화 되어 있고 또, 대량생산이 가능하다. 그러나 직경이 600㎜ 이상 대형의 평면 와셔형 스러스트 볼베어링은 상,하로 양분된 케이스의 각 코너에는 가이드부가 형성된 볼가이드가 설치되어 있기 때문에 제조기술이 매우 까다롭고 또, 가격이 비싸기 때문에 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다. 상기와 같은 이유는 스러스트 볼베어링의 품질을 좌우하는데 볼가이드의 정밀성이 매우 중요하기 때문이다. 그런데 볼가이드의 단면이 굵지 않고 또, 일측에는 볼을 가이드할 수 있도록 가이드부가 정밀하게 가공되어야하며, 또한 볼가이드는 직경이 큰 정원형의 링형태로 구성되어 있기 때문에 가공성과 성형성에서 난이도가 매우 크기 때문인 것이다.
본 발명의 목적은 간단한 제조공정을 통하여 품질이 우수한 스러스트 볼베어링의 볼가이드를 제조하는 방법을 제공하며, 또 다른 목적은 볼가이드를 구성하는 가이드부의 가공량을 최소화 함으로써 가공에 의한 응력 및 변형을 줄이고자 하는데 그 목적이 있는 것이다. 상기의 목적을 달성하기 위하여 1차적으로 강선을 인발할 때 가이드부를 형성시켜 스러스트 볼베어링의 직경에 맞도록 벤딩하고 또, 스러스트 볼베어링의 원주길이를 계산한 길이로 커팅한 후, 2차 가공장치를 통하여 인발시 형성된 가이드부를 바이트로 신속하게 가공하고 연마석으로 정밀연삭가공하여 볼가이드를 완성하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 볼가이드의 개략적 제조공정도 도 2는 본 발명에 따른 볼가이드 가공장치의 개략적 평면도 도 3은 도 2의 지그 및 클램프 패드의 일부를 확대한 사시도 도 4는 볼가이드가 결합된 스러스트 볼베어링의 단면도 도 5,6은 본 발명에 따른 인발다이스의 예시도 ***도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명*** 1: 인발다이스 2: 볼가이드 3: 구멍 3': 호형돌출부 4: 가이드부 A: 강선 20:베드 21: 지그판 22: 지그홈 23: 돌출부 24: 클램프 패드 26: 이송대 27: 바이트 고정대 28: 연마석 고정대
본 발명에 따른 스러스트 볼베어링의 볼가이드 제조방법에 관한 실시예를 이하 첨부되는 도면과 관련하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 제 1공정(인발다이스 준비) 공지의 인발기에 설치되는 인발다이스(1)를 구성함에 있어서, 볼가이드(2)의 단면과 같은 직경의 구멍(3)과 가이드부(4)가 형성되도록 호형돌출부(3')를 일체로 형성한 인발다이스(1)를 준비하는데, 호형돌출부(3')는 한 개는 기본적 구성이고 다른 구성으로 소정의 간격을 두고 상,하 두 개로 형성할 수 있다. 제 2공정(선재 인발공정) 제 1공정에서 준비된 인발다이스(1) 중에서 인발구멍(3)에 한 개의 호형돌출부(3')가 형성된 것을 공지의 인발기(도시되지 않음)에 설치하고 인발가공을 통하여 가이드부(4)가 형성된 강선(A)을 얻는다. 제 3공정(밴딩 및 커팅공정) 상기의 공정으로 얻어진 가이드부(4)가 형성된 강선(A)을 스러스트 볼베어링(1)의 직경에 맞도록 공지의 벤딩장치를 통하여 벤딩(BENDING)하고 또, 커팅기를 이용하여 원주길이를 계산한 길이만큼 커팅한다. 이상의 공정으로도 원하는 형상이 완성되어 응력을 제거하기 위한 열처리를 한 후 볼가이드로 사용할 수 있으나, 인발공정에서의 정밀도가 완성되지 않았을 경우 에는 다음의 제 4공정을 추가로 진행한 후 응력제거 열처리를 시행하여 볼가이드를 완성한다. 제 4공정(가공공정) 상기 공정으로 커팅된 강선(A)은 후가공을 통하여 볼가이드(2)가 되는 것이며, 강선(A)을 인발과정에서 가이드부(4)가 형성되어 있으나 정밀하지 않기 때문에 스러스트 볼베어링을 구성하는 볼의 외경과 같은 형태로 정밀가공을 한다. 그 후, 벤딩 및 가공을 통하여 발생한 응력을 전기로를 통하여 제거하여 완성하고한다. 상기와 같이 볼가이드(2)에 가이드부(4)를 가공하는 장치는 도 2에서 도시한 것과 같다. 상기와 같이 도 2에서 도시된 가공장치의 구성은 베드(20)의 일측에지그판(21)을 동력으로 회전시킬 수 있게 설치되었고, 지그판(21)에는 동심원을 갖는 여러개의 지그홈(22)들이 형성되어 있고, 상기 지그홈(22)들 사이에 형성되는 돌출부(23)에는 볼트공들을 형성하여 클램핑 패드(24)들을 볼트(25)로 고정할 수 있도록 구성되어 있다. 그리고 지그판(21)의 앞쪽에는 도면상 앞뒤로 이동할 수 있는 이송대(26)가 설치되어 있고 그 위에 황삭가공을 할 수 있는 바이트 고정대(27)와, 정밀연삭가공을 할 수 있는 연마석 고정대(28)를 설치하여 지그판(21)쪽으로 왕복이동할 수 있도록 구성되어 있다. 상기 바이트 고정대(27)에 설치되는 바이트(27')의 날부분의 모양은 스러스트 볼베어링을 구성하는 볼의 외경과 같은 모양으로 구성되어 있고 또, 연마석 고정대(28)에 설치되는 연마석(28')의 연마부도 볼의 외경과 같은 모양으로 구성되어 있다. 상기와 같이 구성된 가공장치를 이용하여 볼가이드(2)에 형성되는 가이드부(4)를 가공하는 과정을 살펴보기로 한다. 스러스트 볼베어링을 구성하는 볼가이드(2)는 직경이 큰 것과 직경이 작은 것 두 개가 한 개조로 구성되므로 한 개조의 볼가이드 두 개를 도 3에서 도시한 것과 같이 지그판(21)에 고정시키는데, 이때 지그판(21)에 형성된 지그홈(22) 중에 볼가이드(2)의 직경과 대략적으로 같은 곳을 선택하여 클램프 패드(24)들을 고정하고 있는 볼트(25)들을 풀고 클램프 패드(24)들을 제거한 후, 지그홈(22)에 한 개조의 볼가이드(2) 즉, 직경이 큰 볼가이드링와 직경이 작은 볼가이드를 끼우고 클램프 패트(24)들을 볼트(25)로 고정시킨다. 상기와 같이 하여 한 개조의 볼가이드(2)를 지그판(21)에 고정한 상태에서 이송대(27)와 바이트 고정대(27')를 이동시켜 바이트(27')를 볼가이드(2)의 일부분에 미리 형성된 가이드부(4)를 가공한 후 바이트를 후진시킨다. 그러면 인발과정에서 가이드부(4)가 형성되어 있기 때문에 가공량이 적어서 바이트로 가공할 때 신속하게 할 수 있으며, 또한 가공으로 인한 응력 및 변형을 최소화 할 수 있는 것이다. 상기와 같이 하여 볼가이드(2)의 일부분에 가이드부(4)를 형성하는 것은 황삭가공이므로 반드시 연마가공이 필요하며, 이 때에는 이송대(26)와 연마석 고정대(28)을 이동시켜 연마석(28')을 상기의 가공으로 형성된 가이드부(4)에 접근시켜 정밀연삭가공을 한다. 이러한 가공을 통하여 완성된 한 개조의 볼가이드(2)는 도 4에서 도시한 것과 같이 스러스트 볼베어링(B)을 구성하는 상하 케이스와 볼 사이에 설치되는 것이다.
이상과 같은 본 발명은 강선(A)을 인발하는 과정에서 볼가이드를 구성하는 가이드부를 일체로 형성하고 스러스트 볼베어링의 직경에 맞도록 밴딩하여 계산된 길이로 커팅하며, 가공장치를 통하여 볼가이드를 구성하는 가이드부를 가공하였기 때문에 가이드부의 가공량을 최소화하였고 이로 인하여 볼가이드를 간편하게 제조하는 할 수 있는 한편, 가공으로 인한 응력 및 변형을 최소화 할 수 있는 효과가있으며, 연마석으로 정밀연삭가공을 하여 정밀도를 높일 수 있으므로 스러스트 볼베어링의 품질을 향상시키는 효과가 있다. |
