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대형 바이크 CBX1000용 머플러 복각
 
이 기사는 일본 大河出版 발간 [ツルエンジニア]지 2010년 2월호에서 전재한 것입니다.
 
월간 기계기술기자 | 2011.05.11 | 2011년 1월호
 
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출판계에서는 오랜 세월이 흘러 재고가 바닥난 책에 대해 독자가 소유하고 있는 현품을 토대로 서적을 다시 제작하는 작업을 복각(復刻)이라고 한다.
 약 30년 전에 제조된 대형 바이크의 머플러(muffler)를 엔듀런스레이싱플러닝이 기존의 부품을 토대로 다시 제작하여 첫 회에 생산한 10세트 모두를 판매 했다.
  리버스 엔지어링은 자동 이륜차를 판매하는 숍과 레이싱 부품을 시험 제작하는 공장을 가진 바이크 부품의 프로숍이다. 바이크 부품의 보수, 정비작업과 관련하여 인력난으로 어려움을 겪는 부품을 단품(單品) 제작하는 작업이 이루어졌다.
  30년 전에 바이크 부품을 복각하게 된 계기는 사내에 있던 CBX1000의 머플 러가 상당히 파손되어 새로 만들고자 하는 시점에서부터 시작됐다. 취미와 본업이 뒤섞인 「복원 프로젝트」로서 공장 전체 구성원의 협조로 작업하기 시작했다.
◆ 프레스 부품의 제작
(1) 머플러의 계측
 
 맨 처음에는 3차원 측정기(<사진 1>)로 머플러 전체의 형상을 측정하는 작업부터 시작했다. 즉 머플러의 외관 형상을 3차원 형상으로 데이터화하기 위해 공작물 각부의 치수를 계측 하는 작업이다.
  바이크의 머플러와 같이 프레스 부품의 현물을 다시 제작하기 위해 필요한 각부의 치수를 계측하여 데이터를 수집했다.
  이렇게 해서 계측한 데이터를 토대로 바이크의 굽힘각도와 금형의 형상을 결정하게 되므로 신중하고 정확하게 측정하여 머플러의 치수를 잡는다(<사진 2>). 바이크에서 해체된 머플러는 사이즈가 크므로 계측함에 있어서도 기준위치 설정이라든가 측정하기 위해 고정하는 등의 궁리가 요구된다. 단순히 치수 계측에만 꼬박 하루가 걸렸다.
  고생해서 계측한 측정 데이터를 토대로 CAM 시스템 (SPACE-E:NTT 데이터)을 사용하여 3차원 모델을 제작했다. 프론트 파이프와 머플러의 외관 모델화 작업은 의외로 간단했다.
 
 (2) 머플러를 해체하여 내부 구조를 해명한다
 
  현물을 충실하게 복원하기 위해서라도, 적당히 절단해 버리면 원래의 치수,형상,위치관계를 알 수 없게 되므로 다시 제작할 경우의 기준점이라든가 가공 편리성을 고려하여 해체하는 포인트를 정했다.
  배기관(exhaust pipe)을 조사해 보니 내측 파이프 입구에 ø4mm의 가공구멍이 1개, 출구에 ø10mm의 가공구멍이 2개 있었다.
  디퓨저(diffuser)도 분해하여 내부구조를 조사했다. 펀칭 구멍지름과 피치, 글라스 종류와 적층방법 및 분량이 판명됐다.
 
 (3) 프레스 금형을 제작한다
 
  배기관 집합부의 프레스 부품을 측정하여 프레스 가공하고 다시 제작하기 위한 금형을 가공하기로 했다. 파이프의 곡면 형상을 측정할 때는 기준위치와 단면 형상을 관계짓기가 매우 어렵다. CAM 시스템을 사용해서 3차원 형상 모델로 데이 터화하는 데 3일이 걸렸다(<사진 3>). 머플러를 다시 제작하기 위해 프레스 금형을 제작하게 됐다. 제작한 3차원 데이터를 사용하여 금형을 수직형 머시닝센터(VM7 : OKK)에서 주물 블록을 직접 깎아 가공했다(<사진 4>). 금형을 가공하는 주물 블록의 소재는 아연과 주석의 합금이고 사내에서 주조했다.
  집합부에는 프레스 부품을 4장 사용하므로 금형을 3세트 제작했다. 금형 제작에서부터 완료까지 2주일이 걸렸다.
 
 (4) 프레스 가공
 
  제작한 금형을 프레스기에 세트하고 시험 타격하여 공작물에 주름이 지거나 균열이 생기지 않도록 미세 조정하면서 적절한 위치를 정했다. 시험 타격한 공작물을 확인하여 불량 개소를 찾아내고 루터(router)를 사용하여 수작업으로 수정했다.
  <사진 5>는 프레스한 부품의 모습이다.
 
 (5) 배기관 제작
 
  머플러를 해체하고 치수를 정한 데이터를 토대로 충실하게 파이프를 CAM에서 재현하여 3차원 모델을 작성했다. 이중관 외측 파이프와 조합하여 용접한다. 파이프 밴더를 사용하여 치수대로 파이프를 구부려서 가공한다. 이렇게 해서 배기관 6개가 완성됐다.
 
 (6) 사일렌서(silencer) 제작
 
  디퓨저도 복원했다. 제작 당시의 음질을 재현하기 위해 펀칭 구멍지름에서부터 파이프 내경, 글라스 적층 방법까지 철저 하게 순정품과 동일하게 했다.
  세퍼레이터(seperator)를 프레스 가공함에 있어서는 세퍼 레이터에 구멍이 9곳이나 뚫려 있어 라이즈(rise)부의 여유분을 버는 데 고생했다. 세퍼레이터를 통과하는 파이프에도 현품과 마찬가지로 구멍을 가공하여 재현했다.
  외통을 제작하여 사일렌서부를 구성한다. 처음에 외통의 테이퍼율을 계산하여 CAD에서 전개형상을 제작한다. 전개한 형상으로 철판을 절단하여 감는다. 머플러 리어측도 철판을 다 감았으면 용접하고 외통에 버프(buff) 연마하여 다듬질 한다.
  머플러 프론트측도 마찬가지로 철판 프레스 작업을 끝내고 마무리했다. 완성된 부품에 버프 연마하고 다음 공정의 도금처리에 대비한다.
◆ CBX1000
혼다의 4스트로크,스포츠 바이크에 사용되고 있는 CB라는 명칭의 유래는 Clubman Base의 약자라든가 Cycle의 C와 Best의 B를 조합했다고 하는 등의 여러 가지 설(說)이 있다.
  혼다에는 1970년대에 커브 밴리라는 모델이 있었고 그 대부분은 일상생활에 필요한 실용적인 자동 이륜차였다. 그에 반해 미국과 유럽의 이륜차는 레저용 차량으로, 엔진이나 바퀴 부분의 메커니즘에도 공을 들인 고성능 모델이 많았다. 전세계의 라이더에게 인정받으려면 그런 해외의 머신보다도 고성능에 고품질의 머신을 내놓아야 했다.
  CB 시리즈는 1970년대에 들어와서 다양하게 전개되어 하부는 원동기가 달린 자전거, 상부는 750cc, 그리고 1979년에는 6기통 DOHC 엔진을 탑재한 CBX가 등장했다. 이로써 원동기가 달린 자전거에서부터 리터바이크까지 모든 머플러를 커버하게 됐다. CBX는 혼다키켄공업이 1978년에 발표했고그 이듬해부터 해외 수출이 시작된 대형 바이크이다. CBX라는 이름이 붙은 오토바이는 다른 곳에도 존재하는데, 단순히 「혼다 CBX」라고 표기되어 있을 경우에는 이 차종을 가리킨 사일렌서 내부와 엔드캡을 용접하여 조립한다. 메가폰 머플러를 조립하자 비로소 머플러 본체의 형상이 나왔다.
 
 (7) 연결부
 
  프레스 가공으로 만든 조인트부를 맞추고 용접해서 제작했다. 배기관과 제작한 조인트부를 용접하여 하나의 제품으로 완성했다. 엔진과 사일렌서부를 연결하는 곳으로 정밀도가 필요한 중요한 부분이다(<사진 6>). 배기관과 조인트부를 용접한 후에 버프로 연마하여 마무리한다
 
 (8) 최종 조립
 
  지금까지 제작한 각 부품을 하나의 제품으로 조립한다. 그 전에 지그에 올려 위치를 정하고 가용접 작업을 하는데 이 부분은 공개하지 않는다. 도금처리 후의 작업공정이므로 상처가 나거나 용접 시의 스패터가 부착되는 일이 없도록 조심해서 작업했다. 이렇게 해서 복각 머플러가 완성됐다.
 
  당시 수출시장에서 인기였던 카와사키의 Z1000을 능가하는(성능뿐만 아니라 메커니즘도 포함해서) 대형 바이크를 지향하여 개발됐다. 가장 큰 특징인 배기량 1047cc의 공랭 직렬 16기통 DOHC 24밸브 엔진은 6연장(連裝)의 ø28CV 기화기 (carburettor)를 장비하여 100마력 이상의 105ps를 실현했다.
  수퍼 스포츠용으로 개발된 대형 바이크였지만 커다란 차체와 중량, 다이아몬드 프레임의 강성 부족 등으로 인해 스포츠 모델로는 성공작이라고 할 수 없어 1982년부터 카탈로그에서 사라졌다. 일본에는 아직 200대 정도가 거리를 달리고 있다.

 
TAG :  대형  리버스  머플러  바이크  복각  프레스  CBX1000
 
 
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