KR100646392B1 - Method for manufacturing gear shaft - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기어 샤프트의 제조방법에 관한 것으로, 외연을 따라 일측으로 소정 높이 및 폭으로 돌출되어 내부에 공간을 형성하는 펀치 가이드, 펀치 가이드의 중심부에 위치하고 소재의 일단이 삽입되어 고정되는 소정 높이 및 폭을 갖는 소재 가이드를 갖는 다이에 소재를 고정하고, 외연이 펀치 가이드에 삽탈되며 일측에 개방된 기어 금형부가 형성된 펀치를 다이에 고정된 소재에 펀칭하여, 기어 샤프트 소재에 하단부와 확장 성형부와 하단 기어부를 형성하고, 상기 형성한 확장 성형부를 펀칭하여 기어부와 단턱을 형성시켜 기어 샤프트를 제조함으로써, 통상의 기어 샤프트 제조시 필수적인 소둔 등의 제조 과정을 삭제함으로써 기어 샤프트의 제조 공정을 단순화하고, 제조 시간을 단축하게된다.The present invention relates to a manufacturing method of a gear shaft, a punch guide protruding at a predetermined height and width to one side along an outer edge to form a space therein, a predetermined height is located in the center of the punch guide is inserted and fixed and The material is fixed to a die having a width guide and the outer edge is inserted into the punch guide, and the punch formed with the gear mold part open at one side is punched to the material fixed at the die, so that the gear shaft material has a lower end and an expansion molding part. By forming a lower gear part and punching the formed expansion molding part to form a gear part and a step, the gear shaft is manufactured, thereby simplifying the manufacturing process of the gear shaft by eliminating a manufacturing process such as annealing which is essential in manufacturing a normal gear shaft. , Shorten the manufacturing time.

Description

기어 샤프트 제조방법{Method for manufacturing gear shaft}Method for manufacturing gear shaft

도1은 본 발명에서 기어 샤프트 제조를 위한 펀치와 소재 및 다이의 분리 사시도이고,1 is an exploded perspective view of a punch, a material, and a die for manufacturing a gear shaft in the present invention;

도2a 내지 도3d는 본 발명에 따른 기어 샤프트의 제조과정을 보인 단면도이다.2a to 3d are cross-sectional views showing the manufacturing process of the gear shaft according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10, 10', 10" ..... 다이10, 10 ', 10 "..... die

15, 18 ..... 하단 금형부15, 18 ..... Lower mold part

17 ..... 하단 기어 금형부17 ..... Lower gear mold part

20, 20', 20" ..... 펀치20, 20 ', 20 "..... Punch

22, 24, 27 ..... 압조 금형부22, 24, 27 ..... pressure mold part

26 ..... 기어 금형부26 ..... Gear Mold

31 ..... 하단부31 ..... Lower part

33 ..... 하단 기어부33 ..... Lower gear part

34 ..... 기어부34 ..... Gear

35 ..... 단턱35 ..... step

본 발명은 기어 샤프트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세탁기의 감속기에 적용되는 기어 샤프트의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gear shaft, and more particularly to a method of manufacturing a gear shaft applied to the reducer of the washing machine.

종래의 세탁기의 감속기에 사용되는 기어 샤프트는 금속을 일정한 온도로 가열한 뒤 압력을 가하여 성형하는 단조과정, 충분히 확산할 수 있을 정도의 온도로 가열한 다음 서서히 냉각시켜 재료를 평형상태도에 나타난 그대로의 안정상태로 만드는 소둔(어닐링 또는 풀림)과정, 피막 과정, 재료에 힘을 가하여 가소성 변형시키는 프레스 과정 등을 거쳐 제조되고 있다.The gear shaft used in the reducer of the conventional washing machine heats the metal to a constant temperature and then pressurizes it to form a forging process, heats it to a temperature sufficiently spreadable, and then gradually cools the material as shown in the equilibrium diagram. It is manufactured through annealing (annealing or annealing) process to make it into a stable state, a film process, and a press process to plastically deform by applying force to the material.

그런데 이러한 제조방법은 소둔(어닐링 또는 풀림)과정과 피막 과정 등이 반드시 수반되어야 하므로, 제조방법이 복잡하고, 제조 시간이 과다하게 소요되고, 또한 제조비용이 증가하는 문제가 있다.By the way, such a manufacturing method must be accompanied by annealing (annealing or annealing) process and the film coating process, there is a problem that the manufacturing method is complicated, the manufacturing time is excessive, and the manufacturing cost increases.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 기어 샤프트의 제조과정을 단순화시켜 제조에 필요한 시간을 단축시키고, 또한 제조 비용을 감소시키는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve this problem, and aims to simplify the manufacturing process of the gear shaft to shorten the time required for manufacturing and to reduce the manufacturing cost.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 소재의 일측을 고정지지하고 펀치의 펀칭을 안내하는 다이와 다이에 고정된 소재를 펀칭 및 압조하여 성형시키는 펀치를 이용하여 기어 샤프트를 성형하는 기어 샤프트 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a gear shaft manufacturing method for forming a gear shaft using a die for holding and fixing one side of the material and guiding punching of the punch, and punching and pressing and forming a material fixed on the die. do.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명에 따른 기어 샤프트 제조장치의 개략적인 구성을 보인 사시도이다.1 is a perspective view showing a schematic configuration of a gear shaft manufacturing apparatus according to the present invention.

도1에 도시된 바와 같이, 다이(10)는 소재(30)를 지지 고정하는 것으로, 보통 원주의 형태를 갖는다.As shown in FIG. 1, the die 10 supports and fixes the material 30, and is usually in the form of a column.

다이(10)의 외형은 원형 이외의 사각형, 육각형, 팔각형 등의 다양한 형태를 가질 수 있다. 다이(10)는 내부에 펀치 삽입부(12)와 소재 삽입부(14)를 갖는다. 펀치 삽입부(12)는 다이(10)의 상부측 외연을 따라 소정의 두께 및 길이를 가지며 형성되는 펀치 가이드(11)와 다이(10)의 내부 중앙에 구비되는 소정 직경의 소재 가이드(13)사이에 형성되는 공간이다.The outer shape of the die 10 may have various shapes such as square, hexagon, and octagon other than circular. The die 10 has a punch insert 12 and a workpiece insert 14 therein. The punch insertion part 12 has a punch guide 11 formed at a predetermined thickness and length along the upper side outer edge of the die 10 and a material guide 13 having a predetermined diameter provided at an inner center of the die 10. It is a space formed between.

소재 가이드(13)는 소정 직경을 갖는 원주형 소재의 일단을 삽입하여 지지하는 것으로, 소재의 직경에 따라 다양한 크기를 갖는다. 소재 가이드(13)의 재질은 소재의 일단을 압조할 수 있도록 공구강으로 한다.The material guide 13 inserts and supports one end of a columnar material having a predetermined diameter and has various sizes according to the diameter of the material. The material of the material guide 13 is made of tool steel so as to press one end of the material.

본 발명에서 다이(10)는 도1에 도시된 바와 같이 하나만을 도시하였으나, 실질적으로 내부의 구성이 상이한 3개의 다이가 필요하며, 이러한 서로 다른 다이는 후술되는 기어 샤프트의 제조 과정에서 서로 상이한 단면도로 명료하게 설명되어진 다.In the present invention, only one die 10 is shown as shown in FIG. 1, but three dies having substantially different internal configurations are required, and these different dies are different from each other in the manufacturing process of the gear shaft described below. This is explained clearly.

또한, 펀치(20)는 외연이 상기 다이(10)의 펀치 삽입부(12)에 삽입될 수 잇는 크기의 직경을 가지는 바디, 바디의 일단에 형성되며 다이(10)의 소재 및 소재 가이드(13)가 삽입되는 압조 금형부, 그리고 압조 금형부의 내부 중앙부에 소정의 직경을 가지며, 내연 표면이 축방향 기어를 금형할 수 있는 기어 금형부로 구성된다. 여기서 기어 금형부 내면의 재질은 초경으로 한다. In addition, the punch 20 is formed on one end of the body, the body having a diameter of the size that the outer edge can be inserted into the punch insert 12 of the die 10, the material and the material guide 13 of the die 10 ) Has a predetermined diameter in the inner center portion of the pressure mold die portion is inserted, and the gear mold portion which has a predetermined diameter in the inner edge surface can mold the axial gear. Here, the material of the inner surface of the gear mold portion is cemented carbide.

본 발명에서 펀치(20)는 도1에 도시된 바와 같이 하나만을 도시하였으나, 실질적으로 내부의 구성이 상이한 3개의 펀치가 필요하며, 이러한 서로 다른 펀치는 후술되는 기어 샤프트의 제조 과정에서 서로 상이한 단면도로 명료하게 설명되어진다.In the present invention, only one punch 20 is shown as shown in FIG. 1, but three punches having substantially different internal configurations are required, and these different punches are different from each other in the manufacturing process of the gear shaft described below. This is explained clearly.

도2a 내지 도2e는 본 발명에 따른 기어 샤프트의 제조과정을 도시하고 있다.2a to 2e show the manufacturing process of the gear shaft according to the present invention.

도2a는 펀치(20)가 소재(30)의 하단부를 성형한 상태를 보여주는 단면도이다.2A is a cross-sectional view showing a state in which the punch 20 forms a lower end of the material 30.

이에 도시된 바와 같이, 다이(10)는 펀치 삽입부(12)와 소재 삽입부(14)를 가지며, 펀치 삽입부(12)에는 펀치(20)의 바디(21)가 삽입된다. 소재 가이드(13)에는 내부에 소재(30)가 삽입되는 공간이 형성되어 있어서, 소재(30)가 소재 가이드(13)에 삽입 고정된다. 소재 가이드(13)의 외연 직경은 펀치(20)의 압조 금형부(22)에 삽입되어 압조 금형부(22)의 개방측을 밀폐시키는 크기의 외연 직경을 가지며, 상단부에 소정 넓이의 압조면이 형성되도록 소정 두께를 갖는다. 펀치(20)는 일측에 압조 금형부(22)가 형성되어 있고, 펀치(20)의 펀칭시에 소재(30)가 다이(10)의 하단 금형부(15)에 삽입되어 압조된다. 도2a의 하단에는 이렇게 하여 일차적으로 제조된 기어 샤프트의 일 예를 나타내며, 참조부호 31은 하단부를 나타낸다.As shown therein, the die 10 has a punch inserting portion 12 and a raw material inserting portion 14, and the body 21 of the punch 20 is inserted into the punch inserting portion 12. The material guide 13 has a space in which the material 30 is inserted, so that the material 30 is inserted into and fixed to the material guide 13. The outer edge diameter of the material guide 13 has an outer edge diameter of a size that is inserted into the pressure vessel mold portion 22 of the punch 20 to seal the open side of the pressure vessel mold portion 22, and a pressure vessel surface having a predetermined width is provided at the upper end thereof. Have a predetermined thickness to be formed. The punch 20 has a pressure mold part 22 formed at one side thereof, and the raw material 30 is inserted into the lower mold part 15 of the die 10 at the time of punching the punch 20 and pressed. 2A shows an example of a gear shaft manufactured primarily in this way, and reference numeral 31 denotes a bottom portion.

도2b는 펀치(20)가 소재(30)의 일부를 압조한 상태를 보여주는 단면도이다.2B is a cross-sectional view showing a state in which the punch 20 presses a part of the raw material 30.

여기서 펀치(20)는 도2a의 펀치(20)와 동일하며, 다이(10) 역시 도2a의 다이(10)와 동일하다.Here, the punch 20 is the same as the punch 20 of FIG. 2A, and the die 10 is also the same as the die 10 of FIG. 2A.

펀치(20)의 바디(21)를 펀치 가이드(11)에 의하여 형성되는 펀치 삽입부(12)에 삽입하면, 소재 가이드(13)의 내부에 고정된 소재(30)의 개방측이 펀치(20)의 압조 금형부(22)에 삽입된다. 이때 펀치(20)를 펀칭하면 압조 금형부(22)의 개방측 외연 및 소재 가이드(13)에 의하여 압조 금형부(22)의 내부에 소재(30)가 확장된다. 이후 압조 금형부(22)에 소재(30)가 확장된 상태에서 펀치(20)를 후퇴시키면 소재(30)의 개방측 단부가 하단에 도시한 바와 같은 확장 성형부(32)가 성형된다. 여기서 확장 성형부(32)는 두께가 균일하지 않으며, 통상 중심부가 상/하단부에 비교해서 더 두꺼운 형태가 된다.When the body 21 of the punch 20 is inserted into the punch insertion portion 12 formed by the punch guide 11, the opening side of the material 30 fixed inside the material guide 13 is punched 20. ) Is inserted into the pressure-mold die 22. At this time, when the punch 20 is punched, the raw material 30 is expanded into the inside of the pressure vessel mold part 22 by the open side outer edge of the pressure vessel mold part 22 and the material guide 13. Thereafter, when the punch 20 is retracted in the state in which the raw material 30 is extended to the pressure mold die 22, the expanded molding part 32 as shown in the lower end of the open side end of the raw material 30 is molded. In this case, the expanded molding part 32 is not uniform in thickness, and the center part is usually thicker than the upper and lower parts.

도2c는 도2b에 의해 확장 성형부(32)가 제조된 소재(30)에 펀칭을 더 가한 상태를 보여주는 단면도이다.FIG. 2C is a cross-sectional view showing a state in which punching is further applied to the material 30 to which the expansion molding part 32 is manufactured by FIG. 2B.

여기서 펀치(20')는 도2a와는 상이한 펀치이며, 다이(10')역시 도2a와는 상이한 다이를 나타낸다.The punch 20 'here is a different punch from FIG. 2A, and the die 10' also represents a different die than FIG. 2A.

펀치(20')의 바디(23)를 다이(10')의 펀치 삽입부(16)에 삽입하면, 소재 가이드(13)의 내부에 고정된 소재(30)의 확장 성형부(32)가 펀치(20')의 압조 금형부(24)에 삽입된다. 이때 펀치(20')를 펀칭하면 압조 금형부(24)의 개방측 외연 및 소재 가이드(13)에 의하여 압조 금형부(24)의 내부에 소재(30)가 채워져 소재(30)의 개방측에는 균일한 두께를 갖는 확장 성형부(32')가 성형된다. 이때 다이(10')의 하단 금형부(18)로 소재(30)의 하단부(31)가 밀려들어가고, 동시에 하단 기어 금형부(17)에 의해 소재(30)의 일부에 하단 기어부(33)가 성형된다. 도2c의 하단에는 이렇게 하여 제조되는 기어 샤프트의 일 예를 나타낸 것이다.When the body 23 of the punch 20 'is inserted into the punch inserting portion 16 of the die 10', the expanded molding portion 32 of the raw material 30 fixed inside the material guide 13 punches. It is inserted into the pressure mold part 24 of 20 '. At this time, when the punch 20 'is punched, the raw material 30 is filled in the inside of the pressure mold part 24 by the open side outer edge of the pressure mold part 24 and the material guide 13 so that the opening side of the material 30 is uniform. An expansion molded part 32 'having a thickness is molded. At this time, the lower end 31 of the material 30 is pushed into the lower mold part 18 of the die 10 ', and at the same time, the lower gear part 33 is attached to a part of the material 30 by the lower gear mold part 17. Is molded. 2c shows an example of a gear shaft manufactured in this way.

도2d는 도2c에 의해 확장 성형부(32')와 하단 기어부(33)가 제조된 소재(30)에 펀칭을 더 가하는 상태를 보여주는 단면도이다.FIG. 2D is a cross-sectional view showing a state in which punching is further applied to the material 30 in which the expanded molding part 32 'and the lower gear part 33 are manufactured by FIG. 2C.

여기서 펀치(20")는 도2c와는 상이한 펀치이며, 다이(10")역시 도2c와는 상이한 다이를 나타낸다.Punch 20 "here is a different punch from Figure 2c, and die 10" also represents a different die than Figure 2c.

펀치(20")의 바디(25)를 다이(10")의 펀치 삽입부(19a)에 삽입하면, 소재 가이드(19b)의 내부에 고정된 소재(30)의 확장 성형부(32')가 펀치(20")의 압조 금형부(27)에 삽입된다. 이때 펀치(20")를 펀칭하면 바디(25)의 중앙부에 형성된 기어 금형부(26)로 소재(30)의 확장 성형부(32')가 밀려들어가게 되어 기어 금형부(26)의 형상에 따라 하단에 도시한 바와 같은 기어부(34)가 제조된다. 이때 압조 금형부(27)와 기어 금형부(26)의 경계 금형부(28)에 의해 직경의 차이에 따른 단턱(35)이 형성된다. 도2d의 하단에는 이렇게 하여 제조되는 기어 샤프트를 도시한 것이다.When the body 25 of the punch 20 "is inserted into the punch inserting portion 19a of the die 10", the expanded molding portion 32 'of the material 30 fixed inside the material guide 19b is It is inserted into the pressure mold part 27 of the punch 20 ". At this time, when the punch 20" is punched out, the expanded molding part 32 of the raw material 30 is formed by the gear mold part 26 formed in the center part of the body 25. As shown in FIG. ') Is pushed in to produce the gear part 34 as shown at the bottom according to the shape of the gear mold part 26. At this time, the stepped part 35 according to the difference in diameter is formed by the boundary mold part 28 between the pressure mold part 27 and the gear mold part 26. The bottom of Figure 2d shows the gear shaft thus produced.

즉, 본 발명에 따른 기어 샤프트 제조방법에 의하면, 원주형 소재에서 펀칭에 의하여 일측이 압조 금형부의 공간에 부합하는 확장 성형부가 형성되고, 타측이 단부 금형부의 공간에 부합하는 하단부가 형성되고, 펀칭이 더 진행됨에 따라 확장 성형부의 단부에 기어부의 일부가 형성되고, 하단부의 바로 상단에는 하단 기어부가 형성되며, 펀칭이 완료되면 확장 성형부는 기어부와 단턱으로 완전히 변형된다.That is, according to the manufacturing method of the gear shaft according to the present invention, the punching in the columnar material is formed by the expansion molding portion corresponding to the space of the pressure mold die portion, the other side is formed a lower end portion corresponding to the space of the end mold portion, punching As it proceeds further, a portion of the gear portion is formed at the end of the expansion molding portion, the lower gear portion is formed just above the lower end portion, and when the punching is completed, the expansion molding portion is completely deformed into the gear portion and step.

이상에서 상술한 본 발명 기어 샤프트의 제조방법에 의하면, 통상의 기어 샤프트 제조 과정에서 필수적으로 사용하는 소둔 등의 절차를 생략함으로써 제조과정을 단순화시키고, 기어 샤프트 제조에 필요한 시간을 단축시켜 결과적으로 제조에 따른 비용을 감소시키도록 도모해주는 효과가 있다.According to the above-described method of manufacturing a gear shaft of the present invention, the manufacturing process is simplified by omitting an annealing procedure, which is essentially used in a conventional gear shaft manufacturing process, and the time required for manufacturing the gear shaft is shortened. There is an effect that helps to reduce the cost.

Claims (4)

기어 샤프트의 제조방법에 있어서,In the manufacturing method of the gear shaft, (a) 다이(10)의 중심부에 형성된 소재 가이드(13)의 내부에 기어 샤프트 소재(30)의 일단을 삽입하고, 압조 금형부(22)가 형성된 펀치(20)로 소재(30)의 개방된 타단을 펀칭하여 다이(10)의 소재 가이드(13)의 일단과 연장되게 형성된 하단 금형부(15)내로 소재(30)의 일단을 강제 삽입시켜 하단부(31)를 성형하는 단계;(a) One end of the gear shaft material 30 is inserted into the material guide 13 formed at the center of the die 10, and the material 30 is opened by the punch 20 in which the pressure-bearing mold part 22 is formed. Forming a lower end portion 31 by punching the other end and forcibly inserting one end of the material 30 into the lower mold part 15 formed to extend with one end of the material guide 13 of the die 10; (b) 소재(30)의 하단부(31) 성형후 펀치(20)로 소재(30)의 개방된 타단을 더 펀칭하여 펀치(20)의 압조 금형부(22)내로 상기 개방된 소재(30)의 단부가 삽입되도록 하여 상기 개방된 소재(30)의 단부에 불균일한 두께를 갖는 확장 성형부(32)를 형성하는 단계;(b) punching the other end of the material 30 into the punch 20 after molding the lower end 31 of the material 30 to form the opened material 30 into the pressure mold part 22 of the punch 20. Inserting an end portion of the expanded forming portion (32) having a non-uniform thickness at the end of the open material (30); (c) 소재(30)의 단부에 확장 성형부(32)를 형성한 후, 중심부에 소재 가이드(13)와 그에 연장되게 하단 기어 금형부(17) 및 하단 금형부(18)를 구비한 다이(10')에 소재(30)를 삽입하고, 펀치(20)의 압조 금형부(22)와 상이한 압조 금형부(24)를 구비한 펀치(20')로 소재(30)의 확장 성형부(32)를 펀칭하여 균일한 두께를 갖도록 확장 성형부(32')를 성형하고, 동시에 하단부(31) 상부에 하단 기어부(33)를 형성하는 단계; 및(c) After the expansion molding part 32 is formed at the end of the material 30, a die having a material guide 13 and a lower gear mold part 17 and a lower mold part 18 extending therefrom at the center thereof. Inserting the raw material 30 into the 10 ', the expansion molding portion of the raw material 30 with a punch 20' having a different pressure vessel mold portion 24 than the pressure vessel mold portion 22 of the punch 20 ( Punching 32 to form an expanded molding part 32 ′ to have a uniform thickness, and simultaneously forming a lower gear part 33 on the lower part 31; And (d) 상기 균일하게 성형된 확장 성형부(32')와 하단 기어부(33)가 형성된 소재(30)를 다이(10")의 중심부에 형성된 소재 가이드(19b)의 내부에 삽입하고, 압조 금형부(27)의 일단과 연장되게 형성된 기어 금형부(26)를 구비한 펀치(20")로 확장 성형부(32')를 펀칭하여 확장 성형부(32')의 일단에 기어부(34)를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 샤프트 제조방법.(d) Inserting the material 30 having the uniformly molded expansion molded part 32 'and the lower gear part 33 into the material guide 19b formed at the center of the die 10 " The punch portion 20 'is punched with a punch 20 &quot; having a gear mold portion 26 formed so as to extend from one end of the mold portion 27 to form a gear portion 34 at one end of the expanded mold portion 32'. Gear shaft manufacturing method comprising the step of forming a). 삭제delete 제 1 항에 있어서, 소재 가이드(13)는 공구강으로 형성되고, 펀치(20")의 기어 금형부(26)는 초경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기어 샤프트 제조방법.The method according to claim 1, wherein the material guide (13) is formed of tool steel, and the gear mold part (26) of the punch (20 ") is formed of cemented carbide. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(d)에서,The method of claim 1, wherein in step (d), 펀치(20")의 기어 금형부(26)와 압조 금형부(27) 사이에 경계 금형부(28)를 더 구비하고, 펀치(20")로 다이(10")에 삽입된 소재(30)를 펀칭하여 기어부(34)를 형성할 때, 기어부(34)의 바로 다음에 단턱(35)도 동시에 형성시키는 것을 특징으로 하는 기어 샤프트 제조방법.The workpiece 30 further includes a boundary mold portion 28 between the gear mold portion 26 and the pressure die mold portion 27 of the punch 20 ″ and is inserted into the die 10 ″ by the punch 20 ″. When punching to form a gear portion (34), a gear shaft manufacturing method characterized in that to form a step (35) at the same time immediately after the gear portion (34) at the same time.
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