KR100705535B1 - Manufacturing process of spline shaft - Google Patents

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KR100705535B1
KR100705535B1 KR1020060039526A KR20060039526A KR100705535B1 KR 100705535 B1 KR100705535 B1 KR 100705535B1 KR 1020060039526 A KR1020060039526 A KR 1020060039526A KR 20060039526 A KR20060039526 A KR 20060039526A KR 100705535 B1 KR100705535 B1 KR 100705535B1
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최석진
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진영산업 주식회사
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Abstract

본 발명은 스플라인 샤프트에서 스플라인을 성형하기 스플라인 샤프트 가공방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 소재를 적정 크기의 블랭크(10)로 절단(0단계)하는 소재준비과정(S10); 상기 블랭크(10)의 중심부에 타공부(11)를 형성(1단계)하여 중공체(20)를 성형(2단계)하는 피어싱공정(S20); 상기 중공체(20)의 형태를 변형(3단계)하면서 제1,2스플라인부(32)(42)를 성형(4단계)하는 형태성형공정(S30); 상기 스플라인부(32)(42)에 각각 스플라인(35)(45)을 형성(5단계)하는 스플라인성형공정(S40)을 차례로 거치며, 상기 성형공정(S20)(S30)(S40)에 앞서 전처리 과정(S50)을 포함하고, 상기 성형공정(S20)(S30)(S40)은 전방 압출 방식의 냉간 단조 공법을 이용함으로써,The present invention relates to a spline shaft processing method for forming a spline in a spline shaft, and more particularly, a material preparation process (S10) of cutting (0 step) the material into a blank 10 of an appropriate size; A piercing step (S20) of forming the hollow body 20 by forming the perforated part 11 at the center of the blank 10 (step 1); A shaping step (S30) of shaping (four steps) the first and second spline parts (32) and (42) while deforming the shape of the hollow body (3 steps); The spline forming step (S40) to form (5 steps) each of the splines (35, 45) to the spline (32, 42), in turn, pre-treatment prior to the forming step (S20) (S30) (S40) Including the step (S50), the forming step (S20) (S30) (S40) by using a cold forging method of the front extrusion method,

가공방법을 단일화하고, 샤프트의 중량을 감소시키며, 성형 과정에서 샤프트가 굽어지는 것을 최소화하여 런아웃 발생을 줄이고, 동심도를 좋게 한다. 이로 인해 불량률이 감소하여 생산성이 향상되고, 제조 원가의 절감 효과가 있는 스플라인 샤프트 가공방법을 제공한다.It unifies the processing method, reduces the weight of the shaft, minimizes the bending of the shaft during the molding process, reduces the occurrence of runout and improves the concentricity. As a result, the defect rate is reduced, thereby improving productivity and providing a spline shaft processing method having an effect of reducing manufacturing cost.

변속기, 스플라인, 전방압출, 냉간단조 Transmission, Spline, Forward Extrusion, Cold Forging

Description

스플라인 샤프트 가공방법{Manufacturing Process Of Spline Shaft}Manufacturing Process Of Spline Shaft}

도 1은 종래의 스플라인 샤프트 가공방법을 나타내는 공정도.1 is a process chart showing a conventional spline shaft processing method.

도 2는 본 발명에 의한 스플라인 샤프트의 사시도.Figure 2 is a perspective view of the spline shaft according to the present invention.

도 3은 본 발명의 스플라인 샤프트 가공방법을 나타내는 공정도.Figure 3 is a process chart showing a spline shaft processing method of the present invention.

도 4는 본 발명의 0단계에서 형성된 소재를 나타내는 도면.4 is a view showing a material formed in step 0 of the present invention.

도 5a는 본 발명의 1단계를 나타내는 단면도.5A is a cross-sectional view showing one step of the present invention.

도 5b는 본 발명의 2단계를 나타내는 단면도.5B is a cross-sectional view showing two stages of the present invention.

도 6a는 본 발명의 3단계를 나타내는 단면도.6A is a cross-sectional view showing three stages of the present invention.

도 6b는 본 발명의 4단계를 나타내는 단면도.6B is a cross-sectional view showing four stages of the present invention.

도 7은 본 발명의 5단계를 나타내는 단면도.7 is a cross-sectional view showing five steps of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

(본 발명의 도면에 표기되는 모든 부호)(All symbols shown in the drawings of the present invention)

10: 블랭크 11: 타공부 12: 확장타공부 13: 플래쉬10: blank 11: punching 12: extended punching 13: flash

20,21,22,23: 중공체 30: 제1상형부 31: 제2상형부20, 21, 22, 23: hollow body 30: first upper mold 31: second upper mold

32: 제1스플라인부 33: 제3상형부 34: 제3스플라인부32: first spline portion 33: third upper portion 34: third spline portion

35: 제1스플라인 40: 제1하형부 41: 제2하형부 42: 제2스플라인부35: first spline 40: first lower die portion 41: second lower die portion 42: second spline portion

43: 제3하형부 44: 제4스플라인부 45: 제2스플라인43: third lower die 44: fourth spline portion 45: second spline

P1,P3,P5,P7: 인서트펀치 P2,P4,P6: 보조펀치 E1,E2,E3: 인출핀P1, P3, P5, P7: Insert Punch P2, P4, P6: Auxiliary Punch E1, E2, E3: Drawout Pin

D1~D11: 다이 PP1,PP2,PP3,PP4: 압력판D1 to D11: Die PP1, PP2, PP3, PP4: Pressure plate

본 발명은 스플라인 샤프트에서 스플라인을 성형하기 위한 스플라인 샤프트 가공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a spline shaft processing method for forming a spline in a spline shaft.

전방 압출 방식의 냉간 단조 공법을 사용하여 소재를 적정 크기의 블랭크로 절단하고, 중심부를 타공하여 중공체를 형성하며, 형태를 변형하면서 길이 방향으로 형성되는 2개소 이상의 스플라인부에 스플라인을 동시에 성형하는 스플라인 샤프트 가공방법에 관한 것이다.The cold forging method of the forward extrusion method is used to cut the material into blanks of the appropriate size, form a hollow body by drilling the center portion, and simultaneously form the splines on two or more splines formed in the longitudinal direction while deforming the shape. It relates to a spline shaft processing method.

일반적으로, 변속기는 클러치와 추진축 사이에 설치되어 자동차의 주행상태 변화에 따른 기관의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역할을 하며, 자동차를 후진시키기 위한 역전 장치도 갖추고 있다. 이러한 변속기에서 기어와 결합하는 스플라인 샤프트는 호빙 가공이나 전조 가공에 의해 스플라인을 형성하게 된다.In general, the transmission is installed between the clutch and the propulsion shaft serves to increase or decrease the rotational force of the engine according to the change in the driving state of the vehicle, and also has a reversing device for reversing the vehicle. In such a transmission, the spline shaft engaged with the gear forms a spline by hobbing or rolling.

도 1은 종래의 스플라인 샤프트 가공방법을 나타내는 공정도로써, 도 1을 참조하면, 스플라인 샤프트는 가공하고자 하는 소재의 길이를 적당하게 절단하는 소재준비단계(S1), 준비한 소재를 선삭 가공기에 물리는 센터링 단계(S2), 센터링 단계를 거쳐 지정 위치에 스플라인부를 형성하는 선삭 가공 단계(S3), 스플라인부에 반복 프레싱 작업에 의해 스플라인을 형성하는 전조 가공 단계(S4)를 거치면서 스 플라인 샤프트에 스플라인이 형성된다.1 is a process diagram showing a conventional spline shaft processing method, referring to FIG. 1, the spline shaft is a material preparation step (S1) of appropriately cutting the length of a material to be processed, and a centering step of pinching the prepared material to a turning machine. (S2), the spline is in the spline shaft while the turning step (S3) to form the spline portion at the designated position through the centering step, the rolling step (S4) to form the spline by repeated pressing on the spline portion Is formed.

이와 같이 환봉 소재로 선삭 가공과 전조 가공 등의 가공 방법을 거쳐 스플라인을 형성하는 경우, 샤프트 자체의 중량이 무겁고, 샤프트의 중심을 정확히 지정하기 어려워 가공 과정에서 샤프트 자체가 굽어지기 쉬우므로 변속기 내에서 런아웃(Run-out)이 과다 발생하여 샤프트의 동심도가 떨어진다. 이러한 불량으로 인해 생산성이 떨어지고, 제조 원가의 상승을 초래한다.As described above, when splines are formed from round rod materials through machining methods such as turning and rolling, the shaft itself is heavy, and it is difficult to accurately specify the center of the shaft. Excessive run-outs cause the shaft to lose concentricity. This failure leads to a decrease in productivity and an increase in manufacturing cost.

이에 따라 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 본 발명은 환봉을 소재로 선삭 가공과 전조 가공 등의 가공방법을 거쳐 스플라인을 형성하는 종래의 가공 방법과 달리 전방 압출 방식의 냉간 단조 공법을 사용하여 소재를 적정 크기의 블랭크로 절단하고, 중심부를 타공하여 중공체를 형성하며, 형태를 변형하면서 길이 방향으로 형성되는 2개소 이상의 스플라인부에 스플라인을 동시에 성형함으로써,Accordingly, the present invention created to solve the above problems, unlike the conventional processing method of forming a spline through a processing method such as turning and rolling processing with a round bar material using a cold forging method of the front extrusion method By cutting the raw material into blanks of appropriate size, perforating the central part to form a hollow body, and simultaneously forming the spline in two or more spline parts formed in the longitudinal direction while deforming the shape,

가공방법을 단일화하고, 샤프트의 중량을 감소시키며, 성형 과정에서 샤프트가 굽어지는 것을 최소화하여 런아웃 발생을 줄이고, 동심도를 좋게 한다. 이로 인해 불량률이 감소하여 생산성이 향상되고, 제조 원가의 절감 효과가 있는 스플라인 샤프트 가공 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.It unifies the processing method, reduces the weight of the shaft, minimizes the bending of the shaft during the molding process, reduces the occurrence of runout and improves the concentricity. As a result, the object of the present invention is to provide a spline shaft processing method in which a defect rate is reduced to improve productivity and reduce manufacturing costs.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 소재를 적정 크기의 블랭크로 절단(0단계)하는 소재준비과정(S10); 상기 블랭크의 중심부에 타공부를 형성(1단계)하여 중공체를 성형(2단계)하는 피어싱공정(S20); 상기 중공체의 형태를 변형(3단계)하면서 제1,2스플라인부를 성형(4단계)하는 형태성형공정(S30); 상기 스플라인부에 각각 스플라인을 형성(5단계)하는 스플라인성형공정(S40)을 차례로 거치며, 상기 성형공정에 앞서 전처리 과정을 포함함으로써 가능하다.In order to achieve the above object, the present invention provides a material preparation process (S10) of cutting the material into blanks of appropriate size (step 0); A piercing process (S20) of forming a hollow body (step 2) by forming a perforated part in the center of the blank (step 1); A shaping step (S30) of shaping the first and second spline parts (four steps) while deforming the shape of the hollow body (three steps); The spline is sequentially subjected to a spline molding step (S40) of forming splines (step 5), respectively, and includes a pretreatment step prior to the molding step.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 성형공정은 전방 압출 방식의 냉간 단조 공법을 이용함이 바람직하다.In order to achieve the above object, the molding process in the present invention is preferably to use the cold forging method of the front extrusion method.

이하 첨부 도면을 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 의한 스플라인 샤프트의 사시도로써, 도 2를 참조하면, 스플라인 샤프트는 중심부가 적정 크기로 개구되어 관통된 원통형으로 구성되고, 다단을 이루고 있다.FIG. 2 is a perspective view of a spline shaft according to the present invention. Referring to FIG. 2, the spline shaft is formed in a cylindrical shape through which a central portion thereof is opened to an appropriate size and constitutes multiple stages.

즉, 중공 원통형의 제4스플라인부(44)에 제2스플라인(45)이 형성되고, 상기 제4스플라인부(44)의 외경보다 확장된 외경을 갖는 중공 원통형의 제3하형부(43)를 구성한다. 여기서 제4스플라인부(44)의 외경과 제2스플라인(45)의 대경(스플라인의 산에 외접하는 원의 지름)은 동일하다. That is, the second spline 45 is formed on the fourth hollow spline portion 44 of the hollow cylindrical shape, and the third hollow portion 43 of the hollow cylindrical shape having an outer diameter extended than the outer diameter of the fourth spline portion 44 is formed. Configure. Here, the outer diameter of the fourth spline portion 44 and the large diameter of the second spline 45 (the diameter of the circle circumscribed to the mountain of the spline) are the same.

상기 제3하형부(43)의 외경과 동일한 소경(스플라인의 골에 내접하는 원의 지름)을 갖는 제1스플라인(35)이 형성되고, 제1스플라인(35)의 대경보다 확장한 외경을 갖는 중공 원통형의 제3스플라인부(34)를 구성한다. 또 상기 제3스플라인부(34)의 외경에서 확장한 외경을 갖는 제3상형부(33)를 구성한다.The first spline 35 having the same small diameter (diameter of the circle inscribed in the valley of the spline) is formed with the outer diameter of the third lower die 43, and has an outer diameter extended than the large diameter of the first spline 35 A hollow cylindrical third spline portion 34 is formed. Moreover, the 3rd shape part 33 which has the outer diameter extended from the outer diameter of the said 3rd spline part 34 is comprised.

제4스플라인부(44), 제3하형부(43), 제1스플라인(35), 제2스플라인부(34)의 내측으로 형성된 타공부(11)는 동일하고, 제3상형부(33)의 내측에 형성된 확장타공 부(12)는 상기 타공부(11)보다 확장되어 있다.(미도시)The perforated part 11 formed inside the 4th spline part 44, the 3rd lower part 43, the 1st spline 35, and the 2nd spline part 34 is the same, and the 3rd upper part 33 is the same. The expansion perforation part 12 formed inside of is extended than the perforation part 11 (not shown).

도 3은 본 발명의 스플라인 샤프트 가공방법을 나타내는 공정도로써, 도 3을 참조하면, 스플라인 샤프트 가공 방법은 소재준비과정(S10), 피어싱공정(S20), 형태성형공정(S30), 스플라인성형공정(S40)으로 이루어지며, 소재 성형에 앞서 전처리과정(S50)을 포함하게 된다.3 is a process diagram showing a spline shaft processing method of the present invention, referring to FIG. 3, the spline shaft processing method includes a material preparation process (S10), a piercing process (S20), a molding process (S30), and a spline molding process ( S40), and includes a pretreatment process (S50) prior to molding the material.

다시 말해 가공하고자 하는 소재를 적정 크기의 블랭크로 절단(0단계)하여 상기 블랭크에 타공부를 형성(1단계)하면서 파이프 형상의 중공체를 형성(2단계)한다. 상기 중공체를 스플라인 샤프트의 형상으로 변형(3단계)하면서 지정 위치에 스플라인부를 형성(4단계)하고 상기 스플라인부에 스플라인을 성형(5단계)한다.In other words, the material to be processed is cut into blanks of a suitable size (step 0) to form a perforated part on the blank (step 1) to form a pipe-shaped hollow body (step 2). The hollow body is deformed into the shape of the spline shaft (step 3), and a spline part is formed at a predetermined position (step 4), and the spline is molded (step 5).

전처리 과정(S50)은 구상화 소둔(Spheroidizing Annealing)과 쇼트피닝(Shot peening) 그리고 본데(Bonde)처리를 하게 된다.In the pretreatment process (S50), spheroidizing annealing, shot peening, and bond treatment are performed.

구상화 소둔은 재료의 탄화물을 구상화시키는 작업으로 경도가 저하되어 냉간 단조 작업과 같은 소성가공이 용이하고 기계적 성질이 개선된다.Spherical annealing is a process of spheroidizing the carbide of the material, the hardness is lowered, plastic processing, such as cold forging operation is easy and mechanical properties are improved.

쇼트피닝은 경화된 쇼트(shot)를 재료의 표면에 분사하는 작업으로 공작물의 표면을 다듬질하여 미세 크랙(micro crack)을 없애주고, 재료에 잔류압축응력을 부여하여 피로수명을 연장하고, 인장강도 및 기타 기계적 성질을 향상시킨다.Shot peening is a process of spraying hardened shots on the surface of the material to polish the surface of the workpiece to eliminate micro cracks, to impart residual compressive stress to the material, to prolong fatigue life, and to increase tensile strength. And other mechanical properties.

본데처리는 재료표면에 피막처리하는 작업으로 프레스 성형시에 재료와 금형과의 금속접촉을 방지하고 윤할 기능을 갖는다. Bond treatment is to coat the surface of the material to prevent metal contact between the material and the mold during press molding, and has a function to lubricate.

도 4는 본 발명의 0단계에서 형성된 소재를 나타내는 도면으로써, 도 4를 참조하면, 좌측도면은 블랭크(10)의 사시도이고, 우측도면은 블랭크(10)의 길이방향 단면도이다. 환봉을 적정 크기의 블랭크(10)로 절단하는데, 그 크기가 대략 지름이 68mm이고 길이가 76mm인 원통형의 블랭크(10)가 준비된다.4 is a view showing a material formed in step 0 of the present invention, referring to FIG. 4, the left view is a perspective view of the blank 10, and the right view is a longitudinal cross-sectional view of the blank 10. The round bar is cut into blanks 10 of appropriate size, and cylindrical blanks 10 of approximately 68 mm in diameter and 76 mm in length are prepared.

이하 1단계부터 5단계까지에 이르는 각 성형 공정에서는 인서트펀치 및 보조펀치와 각종 다이, 그리고 압력판 및 인출핀에 의한 전방 압출 방식의 냉간 단조 공법이 사용된다.In each of the molding processes from step 1 to step 5 below, an insert punch and an auxiliary punch, various dies, and a cold extrusion forging method using a front extrusion method using a pressure plate and a drawing pin are used.

도 5a는 본 발명의 1단계를 나타내는 단면도로써, 도 5a를 참조하면, 좌측도면은 단조기 내에서 전방 압출 방식으로 블랭크(10)에 타공부(11)가 형성되는 단면도이고, 우측도면은 타공부(11)가 형성된 블랭크(10)의 단면도이다.5A is a cross-sectional view showing a first step of the present invention. Referring to FIG. 5A, the left side view is a cross-sectional view in which the perforated part 11 is formed on the blank 10 by a forward extrusion method in a forging machine. It is sectional drawing of the blank 10 in which the study 11 was formed.

블랭크(10)는 단조기 내에서 인서트펀치(P1)를 이용해 가압되면서 블랭크(10)의 중심부에 타공부(11)를 형성하고 다이(D1)의 지름이 허용 공차 0.2mm 내에서 블랭크(10)의 지름 및 길이를 증가시키며 다이(D1) 및 압력판(PP1) 내측면에 접촉한다.The blank 10 is pressurized using the insert punch P1 in the forging machine to form the perforations 11 at the center of the blank 10 and the diameter of the die D1 is within the allowable tolerance of 0.2 mm within the blank 10. It is in contact with the inner surface of the die (D1) and the pressure plate (PP1) while increasing the diameter and length of the.

도 5b는 본 발명의 2단계를 나타내는 단면도로써, 도 5b를 참조하면, 좌측도면은 단조기 내에서 전방 압출 방식으로 타공부(11)가 형성되면서 플래쉬(13)가 발생하는 단면도이고, 중앙도면은 플래쉬(13)가 발생한 블랭크(10)의 단면도이며, 우측도면은 플래쉬(13)를 제거한 중공체(20)의 단면도이다.Figure 5b is a cross-sectional view showing a two-stage of the present invention, referring to Figure 5b, the left view is a cross-sectional view in which the flash 13 is generated while the perforated portion 11 is formed in the forging machine in the front extrusion method, the central view Is a sectional view of the blank 10 in which the flash 13 generate | occur | produced, and the right figure is a sectional view of the hollow body 20 from which the flash 13 was removed.

1단계가 진행되면서 블랭크(10)는 인서트펀치(P1)가 가압함에 따라 압력판(PP1)의 구멍으로 플래쉬(13)가 발생하고, 다이(D1)의 지름이 허용 공차 0.2mm 내에서 블랭크(10)의 지름 및 길이가 증가하면서 다이(D1) 및 압력판(PP1)에 접촉한다. 플래쉬(13)를 제거하여 외경(A1)이 68.4mm이고, 내경(B1)이 33.4mm이며, 길 이가 93.7mm인 중심부가 개구된 중공체(20)를 형성한다.As the first step proceeds, the blank 10 is flashed to the hole of the pressure plate PP1 as the insert punch P1 presses, and the diameter of the die D1 is within the allowable tolerance of 0.2 mm within the blank 10. The diameter and length of the C1 increase in contact with the die D1 and the pressure plate PP1. The flash 13 is removed to form a hollow body 20 having an outer diameter A1 of 68.4 mm, an inner diameter B1 of 33.4 mm, and a central portion of 93.7 mm in length.

도 6a는 본 발명의 3단계를 나타내는 단면도로써, 도 6a를 참조하면, 상부도면은 단조기 내에서 전방 압출 방식으로 2단계의 중공체(20)에 제1상형부(30), 제1하형부(40)를 형성하는 단면도이고, 하부도면은 2단계의 중공체(20)에 제1상형부(30), 제1하형부(40)가 성형된 중공체(21)의 단면도이다.FIG. 6A is a cross-sectional view illustrating three steps of the present invention. Referring to FIG. 6A, the upper view shows the first upper portion 30 and the first lower portion of the hollow body 20 in two stages in a forward extrusion manner in a forging machine. The lower part is a sectional drawing which forms the mold part 40, and the lower figure is sectional drawing of the hollow body 21 in which the 1st upper mold | type part 30 and the 1st lower mold | type part 40 were shape | molded in the hollow body 20 of two steps.

2단계에서 성형된 중공체(20)는 제1상형부(30) 다이(D2)와 제1하형부(40) 다이(D3)가 결합한 내부에서 인서트펀치(P3) 및 보조펀치(P2)에 의해 가압되면서 제1상형부(30)와 제1하형부(40)로 구분되는 중공체(21)로 성형된다.The hollow body 20 formed in the second step is inserted into the insert punch P3 and the auxiliary punch P2 inside the die D2 of the first upper die portion 30 and the die D3 of the first lower die portion 40. While being pressurized by the hollow body 21 is divided into the first upper mold 30 and the first lower mold 40.

압력판(PP2)의 구멍에는 인출핀(E1)을 구비하고, 우측에서 가압하여 3단계에서 성형이 완료된 중공체(21)를 다이(D2)(D3)에서 분리한다.The hole of the pressure plate PP2 is provided with a drawing pin E1, and is pressurized from the right side to separate the hollow body 21 in which the molding is completed in step 3 from the dies D2 and D3.

2단계에서 성형된 중공체(20)의 외경(A1)은 제1상형부(30) 다이(D2)에서 허용 공차 0.1mm내에서 제1상형부의 외경(A2)으로 증가하고, 제1하형부(40) 다이(D3)에서 다이(D3)의 좌측 경사면을 따라 변형하면서 제1하형부(40)의 외경(C1)을 형성한다. The outer diameter A1 of the hollow body 20 formed in the second step increases to the outer diameter A2 of the first upper mold part within an allowable tolerance of 0.1 mm in the die D2 of the first upper mold part 30, and the first lower mold part (40) The outer diameter C1 of the first lower die portion 40 is formed while deforming along the left inclined surface of the die D3 in the die D3.

2단계에서 성형된 중공체(20)의 내경(B1)은 인서트펀치(P3) 및 보조펀치(P2)에 의해 가압되면서 허용 오차 0.1mm 내에서 감소하여 3단계에서 성형된 중공체(21)의 내경(B2)을 형성한다.The inner diameter B1 of the hollow body 20 formed in the second step is reduced by within the tolerance 0.1mm while being pressed by the insert punch P3 and the auxiliary punch P2, so that the hollow body 21 formed in the third step The inner diameter B2 is formed.

도 6b는 본 발명의 4단계를 나타내는 단면도로써, 도 6b를 참조하면, 상부도면은 단조기 내에서 전방 압출 방식으로 3단계에서 성형한 중공체(21)에 제1,2스플라인부(32)(42)를 형성하는 단면도이고 하부도면은 3단계의 중공체(21)에 제1,2스 플라인부(32)(42)가 성형된 중공체(22)의 단면도이다.FIG. 6B is a cross-sectional view showing the four steps of the present invention. Referring to FIG. 6B, the upper view shows the first and second spline portions 32 on the hollow body 21 formed in the three steps by the forward extrusion method in the forging machine. (42) is a cross-sectional view and the lower drawing is a cross-sectional view of the hollow body 22 in which the first and second spline portions (32) and (42) are formed on the hollow body (21) in three stages.

3단계에서 성형된 중공체(21)는 제2상형부(31) 다이(D4), 제1스플라인부(32) 다이(D5), 제2하형부(41) 다이(D6), 제2스플라인부(42) 다이(D7)가 차례로 결합한 내부에서 인서트펀치(P5) 및 보조펀치(P4)에 의해 가압되면서 제1상형부(30)는 제2상형부(31) 및 제1스플라인부(32)로, 제1하형부(40)는 제2하형부(41) 및 제2스플라인부(42)로 동시에 변형하는 중공체(22)를 형성한다. 제2상형부(31) 내측으로 타공부(11) 지름(B2)이 소정의 크기(B5)로 확장하는 확장타공부(12)가 인서트펀치(P5)에 의해 동시에 형성된다.The hollow body 21 formed in step 3 includes a die D4 of the second upper die portion 31, a die D5 of the first spline portion 32, a die D6 of the second lower die portion 41, and a second spline. The first upper die portion 30 is the second upper die portion 31 and the first spline portion 32 while being pressed by the insert punch P5 and the auxiliary punch P4 in the portion 42 in which the die D7 is coupled in sequence. ), The first lower mold part 40 forms a hollow body 22 which is simultaneously deformed into the second lower mold part 41 and the second spline part 42. An expansion punching part 12 is formed at the same time by the insert punch P5 in which the perforating part 11 diameter B2 extends to the predetermined size B5 inside the second upper mold part 31.

압력판(PP3)의 구멍에는 인출핀(E2)을 구비하고 우측에서 가압하여 4단계에서 성형이 완료된 중공체(22)를 다이(D4)(D5)(D6)(D7)에서 분리한다.A hole of the pressure plate PP3 is provided with a drawing pin E2 and pressurized from the right side to separate the hollow body 22 formed in step 4 from the dies D4, D5, D6, and D7.

제1상형부(30)의 외경(A2)은 제2상형부(31) 다이(D4)에서 허용 공차 0.2mm 내에서 제2상형부(31)의 외경(A3)으로 증가하고, 다시 제1스플라인부(32) 다이(D5)의 좌측 경사면을 따라 변형하면서 제1스플라인부(32)의 외경(C4)을 형성한다.The outer diameter A2 of the first upper mold part 30 increases to the outer diameter A3 of the second upper mold part 31 within 0.2 mm of the allowable tolerance in the die D4 of the second upper mold part 31, and again the first diameter. The outer diameter C4 of the first spline portion 32 is formed while deforming along the left inclined surface of the spline portion 32 die D5.

제1하형부(40)의 외경(C1)은 제2하형부(41)의 다이(D6)에서 허용 공차 0.1mm 내에서 제2하형부(41)의 외경(C2)으로 증가하고 다시 제2스플라인부(42) 다이(D7)의 좌측 경사면을 따라 변형하면서 제2스플라인부(42)의 외경(C7)을 형성한다.The outer diameter C1 of the first lower mold part 40 increases from the die D6 of the second lower mold part 41 to the outer diameter C2 of the second lower mold part 41 within an allowable tolerance of 0.1 mm, and then again to the second diameter. The outer diameter C7 of the second spline portion 42 is formed while deforming along the left inclined surface of the spline portion 42 die D7.

3단계에서 성형된 중공체(21)의 내경(B2)은 인서트펀치(P3) 및 보조펀치(P2)에 의해 가압되면서 허용 오차 0.1mm 내에서 감소하여 4단계에서 성형된 중공체(22)의 내경(B3)을 형성한다.The inner diameter B2 of the hollow body 21 formed in step 3 decreases within an allowable error of 0.1 mm while being pressed by the insert punch P3 and the auxiliary punch P2 of the hollow body 22 formed in step 4. The inner diameter B3 is formed.

도 7은 본 발명의 5단계를 나타내는 단면도로써, 도 7을 참조하면, 상부도면 은 단조기 내에서 전방 압출 방식으로 4단계에서 성형한 중공체(22)에 각각 제1,2스플라인(35)(45)을 형성하는 단면도이고 하부도면은 4단계의 중공체(22)에 제1,2스플라인(35)(45)이 성형된 중공체(23)의 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating five steps of the present invention. Referring to FIG. 7, the top view shows first and second splines 35 respectively on hollow bodies 22 formed in four steps by forward extrusion in a forging machine. 45 is a cross-sectional view of the hollow body 23 in which the first and second splines 35 and 45 are formed on the hollow body 22 in four stages.

4단계에서 성형된 중공체(22)는 제3상형부(33) 다이(D8), 제3스플라인부(34) 다이(D9), 제3하형부(43) 다이(D10), 제4스플라인부(44) 다이(D11)가 차례로 결합한 내부에서 제3스플라인부(34) 다이(D9) 및 제4스플라인부(44) 다이(D11)에 음각으로 형성된 스플라인 치형(36)(46)에 의해 제1스플라인부(32)가 제3스플라인부(34) 및 제1스플라인(35)으로 변형되고, 동시에 제2스플라인부(42)가 제4스플라인부(44) 및 제2스플라인(45)으로 변형된다.The hollow body 22 formed in step 4 includes a third upper die 33 die D8, a third spline die 34 die D9, a third lower die 43 die D10, and a fourth spline. By the spline teeth 36 and 46 engraved in the die | dye D11 of the 3rd spline part 34 and the die | dye D11 of the 4th spline part 44 in the inside which the die | dye D11 coupled in order. The first spline portion 32 deforms into the third spline portion 34 and the first spline 35, and at the same time, the second spline portion 42 turns into the fourth spline portion 44 and the second spline 45. Is deformed.

압력판(PP4)의 구멍에는 인출핀(E3)을 구비하고 우측에서 가압하여 5단계에서 성형이 완료된 중공체(22)를 다이(D8)(D9)(D10)(D11)에서 분리한다.The hole of the pressure plate PP4 is provided with a drawing pin E3 and pressurized from the right side to separate the hollow body 22 in which the molding is completed in step 5 from the dies D8, D9, D10 and D11.

제2상형부(31)의 외경(A3)은 제3상형부(33) 다이(D8)에서 허용 공차 0.1mm 내에서 제3상형부(33)의 외경(A4)으로 증가한다. 제1스플라인부(32)의 외경(C4)은 제3스플라인부(34) 다이(D9)의 좌측 경사면을 따라 변형하면서 허용 공차 0.1mm 내에서 제3스플라인부(34)의 외경(C5)으로 증가하고, 이어 제3스플라인부(34)의 외경(C5)보다 작은 대경을 갖는 제1스플라인(35)을 형성한다.The outer diameter A3 of the second upper mold 31 increases to the outer diameter A4 of the third upper mold 33 within an allowable tolerance of 0.1 mm in the die D8 of the third upper mold 33. The outer diameter C4 of the first spline portion 32 deforms along the left inclined plane of the die D9 of the third spline portion 34 to the outer diameter C5 of the third spline portion 34 within an allowable tolerance of 0.1 mm. Then, the first spline 35 having a large diameter smaller than the outer diameter C5 of the third spline portion 34 is formed.

제2하형부(41)의 외경(C2)은 제3하형부(43)의 다이(D10)에서 허용 공차 0.1mm 내에서 제3하형부(43)의 외경(C3)으로 증가하며, 제1스플라인(35)의 소경과 동일하다.The outer diameter C2 of the second lower mold part 41 increases from the die D10 of the third lower mold part 43 to the outer diameter C3 of the third lower mold part 43 within an allowable tolerance of 0.1 mm. It is the same as the small diameter of the spline 35.

제2스플라인부(42)는 제4스플라인부(44) 다이(D11)의 좌측 경사면을 따라 변 형하면서 제2스플라인부(42)의 외경(C7)과 동일한 대경을 갖는 제2스플라인(45)을 형성한다.The second spline portion 42 is deformed along the left inclined surface of the die D11 of the fourth spline portion 44 and has the same large diameter as the outer diameter C7 of the second spline portion 42. To form.

4단계에서 성형된 중공체(21)에서 타공부(11) 및 확장타공부(12)의 내경(B3)(B5)은 인서트펀치(P3) 및 보조펀치(P2)에 의해 가압되면서 허용 오차 0.1mm 내에서 감소하여 5단계에서 성형된 중공체(23)의 내경(B4)(B6)을 형성한다.In the hollow body 21 formed in step 4, the inner diameters B3 and B5 of the perforated part 11 and the extended perforated part 12 are pressurized by the insert punch P3 and the auxiliary punch P2 while having a tolerance of 0.1. It decreases within mm to form the inner diameters B4 and B6 of the hollow body 23 formed in step 5.

결과적으로 전체 길이가 244.6mm이고, 제3상형부(33)의 외경(A4)이 68.8mm, 제3스플라인부(34)의 외경(C5)이 50.4mm, 제3하형부(43)의 외경(C3)이 45.5mm이며, 확장타공부(12)의 내경(B6)이 47.6mm, 타공부(11)의 내경(B4)이 33mm인 스플라인 샤프트가 완성된다.As a result, the total length is 244.6 mm, the outer diameter A4 of the third upper die 33 is 68.8 mm, the outer diameter C5 of the third spline 34 is 50.4 mm, and the outer diameter of the third lower die 43 A spline shaft having a diameter of 45.5 mm (C3), an inner diameter B6 of the extended perforated portion 12 of 47.6 mm, and an inner diameter B4 of the perforated portion 11 of 33 mm is completed.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명인 스플라인 샤프트 가공방법에서 보면, 전방 압출 방식의 냉간 단조 공법을 사용하여 소재를 적정 크기의 블랭크로 절단하고, 중심부를 타공하여 중공체를 형성하며, 형태를 변형하면서 길이 방향으로 형성되는 2개소 이상의 스플라인부에 스플라인을 동시에 성형함으로써, 가공방법을 단일화하고, 샤프트의 중량을 감소시키며, 성형 과정에서 샤프트가 굽어지는 것을 최소화하여 런아웃 발생을 줄이고, 동심도를 좋게 한다. 이로 인해 불량률이 감소하여 생산성이 향상되고, 제조 원가의 절감 효과가 있다.As can be seen from the above description, in the spline shaft processing method of the present invention, by using the cold forging method of the forward extrusion method, the raw material is cut into blanks of appropriate size, and the hollows are formed by forming the hollow body, Simultaneously molding the spline on two or more spline portions that are formed in the longitudinal direction while deforming, thereby unifying the processing method, reducing the weight of the shaft, minimizing the bending of the shaft during the molding process, and reducing runout and improving concentricity. do. As a result, the defective rate is reduced, thereby improving productivity and reducing manufacturing costs.

Claims (2)

소재를 적정 크기의 블랭크(10)로 절단(0단계)하는 소재준비과정(S10);A material preparation process of cutting the material into blanks 10 of appropriate size (step 0); 상기 블랭크(10)의 중심부에 타공부(11)를 형성(1단계)하여 중공체(20)를 성형(2단계)하는 피어싱공정(S20);A piercing step (S20) of forming the hollow body 20 by forming the perforated part 11 at the center of the blank 10 (step 1); 상기 중공체(20)의 형태를 변형(3단계)하면서 제1,2스플라인부(32)(42)를 성형(4단계)하는 형태성형공정(S30);A shaping step (S30) of shaping (four steps) the first and second spline parts (32) and (42) while deforming the shape of the hollow body (3 steps); 상기 스플라인부(32)(42)에 각각 스플라인(35)(45)을 형성(5단계)하는 스플라인성형공정(S40)을 차례로 거치며, 상기 성형공정(S20)(S30)(S40)에 앞서 전처리 과정(S50)을 포함하는 스플라인 샤프트 가공방법.The spline forming step (S40) to form (5 steps) each of the splines (35, 45) to the spline (32, 42), in turn, pre-treatment prior to the forming step (S20) (S30) (S40) Spline shaft processing method comprising the step (S50). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 성형 공정(S20)(S30)(S40)은 전방 압출 방식의 냉간 단조 공법을 이용하는 스플라인 샤프트 가공방법.The molding process (S20) (S30) (S40) is a spline shaft processing method using a cold forging method of the front extrusion method.
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