KR100817044B1 - 인풋 샤프트 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다단식 성형기(2)를 이용한 인풋 샤프트 제조방법에 있어서, 제조용 원자재에서 원기둥 소재(42)를 얻는 예비공정과, 원기둥 소재(42)에서 소재 양측단에 원추형 요입부가 형성된 예비성형 소재(44)를 얻는 제1공정과, 예비성형 소재(44)에서 소재 하단부에 긴 홈이 성형된 제1비관통 가공소재(46)를 얻는 제2공정과, 제1비관통 가공소재(46)에서 소재 상단에 홈을 성형하고 소재 하단에 제2공정에서보다 더 긴 홈이 성형된 제2비관통 가공소재(48)를 얻는 제3공정과, 제2비관통 가공소재(48)에서 소재가 천공된 제1관통 가공소재(50)를 얻는 제4공정과, 제1관통 가공소재(50)에서 소재 상단에 각진 턱형상이 성형된 제2관통 가공소재(52)를 얻는 제5공정과, 제2관통 가공소재(52)에서 소재 하단에 외경이 축소성형된 제3관통 가공소재(54)를 얻는 제6공정과, 제3관통 가공소재(54)에서 소재를 절삭가공하여 인풋 샤프트 완성품(56)을 얻는 제7공정으로 이루어진다.

성형기, 인풋샤프트

Description

인풋 샤프트 제조방법 및 제조장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING INPUT SHAFT}

본 발명은 차량 부품 제조에 관한 것으로, 특히 다단식 성형기를 이용한 인풋 샤프트(input shaft) 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.

차량 부품중 하나인 인풋 샤프트(input shaft)는 서스펜션(suspension) 부위에 사용되는 방진구의 구성 부품이다. 방진구는 차량의 엔진 등으로부터 발생되어 전달되는 진동과 소음을 차단하는 중요 구성품으로서 그 몸체는 메탈 튜브(metal tube)로서 금속재질이고, 외부는 고무재질로 구성되어 있다.

도 1에는 종래 기술에 따른 절삭가공방식에 의해 제조되는 인풋 샤프트 제조 공정이 순차적으로 도시되어 있으며, 크게 4가지의 공정으로 이루어진다.

도 1을 참조하면, 이음매 없는 파이프(seamless pipe)를 전단기로 인풋 샤프트 제조용 원자재가 되게 절단한 후(제1공정), 인풋 샤프트 제조용 원자재 파이프의 양단 내,외측 부분을 CNC(Computerized Numerical Control)선반 공작기를 이용 하여 1차 절삭가공(제2공정) 및 2차 정삭가공(제3공정)을 수행하고, 그 후 양측 개구 모서리부를 절삭 가공 및 내경 면취가공(제4공정)함으로써 인풋 샤프트로 완성품(8)으로 제조되어 진다.

하지만 상기와 같은 인풋 샤프트 제조 공정은 하기와 같은 문제점이 있다.

(1) 사용되는 원재료 가격이 압조용 원재료에 비해 2배 이상인 고가의 이음매 없는 파이프(seamless pipe)를 사용하여야만 가능하고, 내경 통공을 형성해줘야 하므로 가공비가 많이 든다.

(2) 가공품 치수의 정밀도 보증이 어렵다. CNC선반 등에 의해서 절삭을 행할 시 절삭기계 구성요소 중 바이트 팁(bite tip)등의 공구 마모로 인하여 치수변형이 빈발하였으며, 특히 길이방향의 정밀도는 일반적으로 가공비용을 줄이기 위해 수치제어식 장비가 아닌 일반적인 컷팅 방법을 행함으로써 정밀도 보증이 매우 어려웠다. 요컨대 제품의 품질 산포가 심하다.

(3) 각 공정간의 작업시간이 길다. 1차 컷팅, 2차 및 3차 몸통부위 외경 절삭, 4차 양측 개구의 모서리 절삭 등 약 3분 내외의 작업시간이 소요된다.

(4) 가공품은 구조적으로 금속의 유동가공이 아닌 절삭가공으로 행해짐으로써 금속의 섬유조직(metal fiber flow)이 절단된 상태가 되어 금속의 인장강도, 피로강도 등 기계적 성질에서 취약한 구조로 된다.

따라서 본 발명의 목적은 자동차용 인풋 샤프트를 한번에 다단식 압조 성형기로 제조 가능한 인풋 샤프트 제조방법 및 제조장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 금속의 인장강도, 피로강도 등 기계적 성질이 우수한 인풋 샤프트를 제조가능한 인풋 샤프트 제조방법 및 제조장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다단식 성형기(2)를 이용한 인풋 샤프트 제조방법에 있어서, 제조용 원자재에서 원기둥 소재(42)를 얻는 예비공정과, 원기둥 소재(42)에서 소재 양측단에 원추형 요입부가 형성된 예비성형 소재(44)를 얻는 제1공정과, 예비성형 소재(44)에서 소재 하단부에 긴 홈이 성형된 제1비관통 가공소재(46)를 얻는 제2공정과, 제1비관통 가공소재(46)에서 소재 상단에 홈을 성형하고 소재 하단에 제2공정에서보다 더 긴 홈이 성형된 제2비관통 가공소재(48)를 얻는 제3공정과, 제2비관통 가공소재(48)에서 소재가 천공된 제1관통 가공소재(50)를 얻는 제4공정과, 제1관통 가공소재(50)에서 소재 상단에 각진 턱형상이 성형된 제2관통 가공소재(52)를 얻는 제5공정과, 제2관통 가공소재(52)에서 소재 하단에 외경이 축소성형된 제3관통 가공소재(54)를 얻는 제6공정과, 제3관통 가공소재(54)에서 소재를 절삭가공하여 인풋 샤프트 완성품(56)을 얻는 제7공정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명은 인풋 샤프트를 다단식 성형기로 간단하게 한 공정으로 제조할 수 있으므로 다단식 성형기의 이점을 최대한 이용하면서 공정시간을 최대한 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한 종래 절삭 가공에 비해서 모든 항목에서 월등하여 생산원가 절감을 이룰 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 예에서는 다단식 성형기로는 제조가 불가능한 제품으로 인식되었던 인풋 샤프트를 새로운 압조 기술에 의한 다단식 성형기를 이용하여 제조한다.

도 2는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 다단식 성형기의 측단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예의 이해를 돕기 위한 다단식 성형기의 작업 일순간을 포착한 평면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)는, 크게 다이측 고정부(4)와 펀치측 구동부(6)로 구성되며, 다이측 고정부(4)의 선단에는 다이블록(10)이 장착되고 펀치측 구동부(6)의 선단에는 펀치블록(12)이 장착된다. 각 단의 다이블록(10) 및 펀치블록(12)에는 본 발명의 실시 예에 따른 다이 금형(도 3의 22) 및 펀치금형(도 3의 28)이 설치된다. 본 발명의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)는, 가공할 소재를 절단하기 위한 절단나이프 블록(knife block)(20)과, 제1단(100) 내지 제7단(700)블록 어셈블리로 구성하고 있으며, 상기 각 단간에는 이전 단에서 가공된 가공소재를 이후단으로 이동시키기 위한 집게지그(24)를 구비하고 있다.

도 3에서, 미설명된 참조번호 “26”은 집게지그(24)에 집혀서 다음 단으로 이동되고 있는 가공소재이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)에 의한 인풋 샤프트 가공소재를 공정별로 도시한 도면으로 가공할 소재를 절단하는 예비공정 및 제1공정 내지 제4공정의 본 공정으로 이루어진다. 그리고 도 5 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 각 단에 대응된 다이 및 펀치 금형의 구체 구조도이다.

하기에서 각단에 대응된 다이 및 펀치 금형의 구체 구조도를 더욱 상세히 설명한다.

(가) 예비공정

원형 와이어(wire) 선재를 다단식 성형기(2)에 구비된 도 2의 절단나이프 블록(20)의 절단 다이(die)의 면을 절단 나이프(knife)를 직선운동시켜 절단함으로써 도 4에 도시된 바와 같은 원기둥 소재(42)를 얻는다.

(나) 제1공정

제1공정은 본 발명의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 제1단(100)에 대응된 다이 및 펀치 금형의 구체 구조를 도시하고 있는 도 5가 주로 참조되어 설명될 것이다. 제1공정은 예비성형 공정으로서 차후공정을 위한 예비성형을 행한다.

상기 원기둥 소재(42)는 다단식 성형기(2)의 절단나이프 블록(20)과 제1단(100)간에 위치하는 집게지그에 의해서 이동되어 제1단(100)의 다이금형(이하 “다이”라 칭함)(106)의 가공소재 안착부(108) 하단 안착공간에 안착된다. 가공소재 안착부(108)의 하부에는 다이측 지지봉(110)이 가공소재 안착부(108)의 안착공간내에 약간 삽입 고정되어 있는 바, 가공소재 안착부(108)에 삽입 안착된 원기둥 소재(42)의 하부면을 받치게 된다. 상기 가공소재 안착부(108)의 하단 안착공간의 하부면 테두리는 도 5에 도시된 바와 같이, 60°정도 경사지게 형성되어 있고, 다이측 지지봉(110)의 선단은 5°정도 경사진 지점에서 다시 5°정도 경사진 테두리에 이어서 3°정도 경사진 원추형 돌부가 형성되고, 펀치측 가압봉(104)의 선단도 2°정도 경사진 원추형 돌부가 형성되어 있다.

따라서 제1단(100)의 다이(106)의 가공소재 안착부(108)에 안착된 다단식 성형기(2)의 제1단 펀치(102)를 하강시켜 펀치측 가압봉(104)으로 원기둥 소재(42)의 상면을 가압 펀칭하게되면, 도 4에 도시된 바와 같은, 예비성형 소재(44)가 얻어진다. 상기 예비성형 소재(44)의 양측단 중 펀치측 부분은 약 2°정도 테이퍼진 원추형 요입부가 형성되어 있고, 다이측 부분은 5°정도 경사진 지점에서 다시 5°정도 경사진 내측 테두리의 요입홈에 이어서 3°정도 경사진 원추형 요입부가 형성되어 있다. 또한 상기 다이측 부분의 외측은 60°정도 경사지게 형성되어 있다. 상기와 같은 예비성형 소재(44)의 양측 선단부 오목 원추형 요입홈 성형 가공은 차후공정에서의 소재의 유동성 확보를 위한 것이다.

(다) 제2공정

제2공정은 본 발명의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 제2단(200)에 대응된 다이 및 펀치 금형의 구체 구조를 도시하고 있는 도 6이 주로 참조되어 설명될 것이다.

제1공정에서 성형된 예비성형 소재(44)는 다단식 성형기(2)의 제1단(100)과 제2단(200)간에 위치한 집게지그에 의해서 이동되면서 제2단(200) 다이(206)의 다이측 슬리브(212) 상부면에 안착된다. 다이(206) 내부에는 다이측 슬리브(212)와 다이핀(210)이 결합 설치되고, 그 하부에는 받침대(214)와 고정판(218)이 장착되고, 다이측 슬리브(212)를 쳐주기 위한 탈거핀(216)이 고정판(218)과 받침대(214)를 관통하여 슬리브(212) 하부면에 맞닿아 있다.

다이핀(210)은 가공소재 안착부(208)의 내측 개구 부근까지 연장되며, 그 선단부에는 도 6에 참조부호 ⓐ로 표시한 바와 같이, ＃1공정에서 원추형 요입부 경사각인 3°보다 상대적인 큰 6°정도 경사진 원추형 돌부가 형성되어 있다. 상기 6°정도 경사진 원추형 돌부는 압출가공의 중요 요소가 되는데, 상기 원추형 경사면을 본 발명의 실시 예에서와 같이, 예컨대 6°형상을 유지한 다이핀(210)으로 가압하여야만 소재의 내부조직이 균일화되고 또한 원활한 성형이 가능하다. 그 이유는 다이핀(210)의 선단 원추형 돌부의 경사각이 이전 ＃1공정에서 형성된 원추형 요입부의 경사가 3°보다 상대적으로 커야만 성형시 공기(air)가 차지 않도록 할 수 있기 때문이다. 만약 공기(air)가 차면 제대로 성형이 되지 않는다.

한편 펀치(202)에는 가압봉(204)이 결합 설치되어 있다. 가압봉(204)의 선단은 3°정도 경사진 원추형 돌부가 형성되어 있다.

제2공정에서는 펀치(202)로 가압하여 예비성형 소재(44)를 가공소재 안착부(208)의 내측공간으로 밀어넣으면서 소재(44)의 상단에 3°정도 경사진 원추형 요입부가 성형케 되고, 하단부에는 고정된 다이핀(210)에 의해서 소재 몸통부의 압출 가공이 진행되면서 긴 홈이 형성되어, 도 4에 도시된 바와 같이, 내부가 비관통 형성된 제1비관통 가공소재(46)가 얻어진다.

(라) 제3공정

제3공정은 본 발명의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 제3단(300)에 대응된 다이 및 펀치 금형의 구체 구조를 도시하고 있는 도 7이 주로 참조되어 설명될 것이다.

제2공정에서 성형된 제1비관통 가공소재(46)는 다단식 성형기(2)의 제2단(200)과 제3단(300)간에 위치하는 집게지그에 의해서 이동되면서 제3단(300) 다이(306)의 다이측 슬리브(312) 상부면에 안착된다. 다이(306) 내부에는 ＃2공정에서처럼 다이측 슬리브(312)와 다이핀(310)이 결합 설치되고, 그 하부에는 받침대(314)와 고정판(318)이 장착되고, 다이측 슬리브(312)를 쳐주기 위한 탈거 핀(316)이 고정판(318)과 받침대(314)를 관통하여 슬리브(312) 하부면에 맞닿아 있다.

다이핀(310)은 가공소재 안착부(308)의 내측 개구 부근까지 연장되며, 그 선단부에는 도 7에 참조부호 ⓐ로 표시한 바와 같이, 제2공정에서 원추형 요입부 경사각인 6°보다 상대적인 큰 8°정도 경사진 원추형 돌부가 형성되어 있다. 상기 8°정도 경사진 원추형 돌부는 압출가공의 중요 요소가 되는데, 상기 원추형 경사면을 본 발명의 실시 예에서와 같이, 예컨대 8°형상을 유지한 다이핀(310)으로 가압하여야만 소재의 내부조직이 균일화되고 또한 원활한 성형이 가능하다.

한편 펀치(302)에는 펀치핀(304)이 결합 설치되어 있다. 펀치핀(304)의 선단은 기초홈 형성을 위한 섬형 돌출부와 그에 연이어 5°정도 경사진 원추형 돌부가 형성되어 있다.

제3공정에서는 펀치(302)로 가압하여 제1비관통 가공소재(46)를 가공소재 안착부(308)의 내측공간으로 밀어넣으면서 소재(36)의 상단에 펀치핀(304)의 선단에 형성된 섬형 돌출부에 의해 요입홈이 성형되고 그에 연이어 5°정도 경사진 원추형 요입부가 성형케 되며, 하단부에는 고정된 다이핀(310)에 의해서 소재 몸통부의 압출 가공이 진행되면서 제2공정에 의해 형성된 홈보다 더 긴 홈이 형성되면서 소재(46)의 전체 길이가 연장되어, 도 4에 도시된 바와 같이, 내부가 비관통되며 상단에 요입홈 및 원추형 요입부가 형성된 제2비관통 가공소재(48)가 얻어진다.

(마) 제4공정

제4공정은 본 발명의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 제4단(400)에 대응된 다이 및 펀치 금형의 구체 구조를 도시하고 있는 도 8이 주로 참조되어 설명될 것이다.

제3공정에서 얻어진 제2비관통 가공소재(48)는 다단식 성형기(2)의 제3단(300)과 제4단(400)간에 위치하는 집게지그에 의해서 이동되어 제4단(400) 다이(406)의 다이측 슬리브(412)의 상부면에 안착된다. 상기 제4단(400)은 다이(406) 및 펀치(402) 양측이 동시 성형 작동하는 구조를 가지고 있다.

제4단(400)의 펀치측 슬리브(422)는 슬리브 고정구(420)에 의해 펀치(402)에 장착된다. 펀치측 슬리브(422)의 선단에는 다이(406)의 다이핀(410)이 삽입될 수 있는 삽입홈이 형성되어 있다.

제4공정에서는 다이(406)의 다이측 슬리브(412)의 상부면에 제2비관통 가공소재(48)가 안착된 후 펀치(402) 및 다이(406) 양측이 중심 방향으로 동시에 이동하게 되면 펀치측 슬리브(422)가 소재(48)의 상단부를 가압하기 시작하게 되고, 그에 따라 다이핀(410)에 의해 소재(48)의 상단부가 천공(piercing)된 제1관통 가공소재(50)가 얻어진다.

(바) 제5공정

제5공정은 본 발명의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 제5단(500)에 대응되는 다이 및 펀치 금형의 구체 구조를 도시하고 있는 도 9가 주로 참조되어 설명될 것이다.

제4공정을 거친 제1관통 가공소재(50)는 다단식 성형기(2)의 제4단(400)과 제5단(500)간에 위치하는 집게지그에 의해서 이동되면서 제5다이(506)의 다이스(520)의 안착공간에 안착된다. 다이스(520)의 안착공간의 내측 개구에는 턱형상이 각지게 기초 가공되어 있다. 다이(506) 내부에는 가공소재(50)를 사이에 두고 다이스(520)와 다이핀(510)이 결합 설치되고, 그 하부에는 핀롤러(512), 핀롤러받침(514), 다이속받침(522) 및 고정판(518)이 장착되고, 가공소재(50)를 쳐주기 위한 탈거핀(516)이 다이속받침(522), 핀롤러받침(514) 및 핀롤러(512)를 관통하여 가공소재(50)의 하부면에 맞닿아 있다.

다이핀(510)은 다이스(520)의 내측을 지나 가공소재(50)에 관통되고, 다이스(520)의 선단 내측 개구부에 가공된 턱형상 부위(ⓐ)의 성형각도는 마찰저항과 압출 시 금속의 유동성에 지대한 영향을 미치는 데, 실험을 통해 25°의 경사 각도를 유지하는 것이 바람직함을 확인하였다.

한편 펀치(502)에는 가압봉(504)이 결합 설치되어 있다. 가압봉(504)은 다이핀(510)이 삽입가능하도록 관통부가 형성되어 있다.

제5공정에서는 펀치(502)로 가압하여 제1관통 가공소재(50)를 가공소재 안착부(508)의 내측 공간으로 밀어넣으면서 선단에 각진 턱형상을 갖는 다이스(520)에 의해 소재(50)의 상단에 각진 턱형상이 성형케 되고, 소재(50)의 두께가 좁아지면서 전체길이가 연장형성된 제2관통 가공소재(52)가 얻어진다.

(사) 제6공정

제6공정은 본 발명의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 제6단(600)에 대응되는 다이 및 펀치 금형의 구체 구조를 도시하고 있는 도 10이 주로 참조되어 설명될 것이다.

제5공정을 거친 제2관통 가공소재(52)는 다단식 성형기(2)의 제5단(500)과 제6단(600)간에 위치하는 집게지그에 의해서 이동되면서 제6다이(600) 다이스(620)의 안착공간에 안착된다. 다이스(620)의 선단 내측 개구에는 가공소재(52)의 상단에 형성된 턱형상보다 좁은 각도의 턱형상이 각지게 기초 가공되어 있다. 다이(606) 내부에는 가공소재(52)를 사이에 두고 다이스(620)와 다이핀(610)이 결합 설치되고, 그 하부에는 핀롤로(612), 핀롤러받침(614), 다이속받침(622) 및 고정판(618)이 장착되고, 가공소재(52)를 쳐주기 위한 탈거핀(616)이 다이속받침(622), 핀롤러받침(614) 및 핀롤러(612)를 관통하여 가공소재(52)의 하부면에 맞닿아 있다.

다이핀(610)은 가공소재 안착부(608)의 내측 개구 부근까지 형성되며, 다이스(620) 선단 내측 개구부에 가공된 턱형상 부위(ⓐ)의 성형각도는 인풋 샤프트의 삽입 시 영향을 미치는 데, 5°정도의 경사 각도를 유지하는 것이 바람직하다.

한편 펀치(602)에는 가압봉(604)이 결합 설치되어 있다.

제6공정에서는 펀치(602)로 가압하여 제2관통 가공소재(52)를 가공소재 안착부(608)의 내측 공간으로 밀어넣으면서 다이스(620)에 형성된 각진 턱형상에 의해 가공소재(52)의 하부측 일부에 각진 턱형상이 성형케 되면서 성형부 하부측이 성형부 상부측보다 외경이 축소 성형된 제3관통 가공소재(54)가 얻어진다.

(아) 제7공정

제7공정은 도 11에서와 같이 제6공정을 거친 제3관통 가공소재(54)를 절삭가공하는 것으로, 가공소재(54)의 상단에 형성된 턱형상 부위를 컷팅하고, 상하 양단을 페이싱(facing) 가공하여 인풋 샤프트 완제품(56)으로 성형하는 공정이다. 이때 상단 컷팅 및 양단의 페이싱 가공은 주로 CNC가공으로 이루어지게 된다.

상기와 같은 절삭가공(제7공정)을 제외한 예비공정 내지 제6공정에 의해서 다단식 성형기(2)를 이용한 인풋 샤프트 제조공정의 한 사이클(one cycle)이 종료된다. 다단식 성형기(2)의 각 단에서 한 사이클(one cycle) 가공시 걸리는 소요시간은 1초 내외가 소요되는 바, 본 발명에 따른 공정이 기계 성형기 내부에서 7단계의 공정을 거치므로 1단 가공시 1초이면 도합 7초이나 기계가 연속동작으로 이루어지므로 작업시작 시에만 7초가 소요되고 계속작업이 이루어 질 때는 1초가 된다.

하기 표 1의 테이블에서는 종래기술과 본 발명의 실시 예에 따른 제조방법간을 비교해서 나타내고 있다.

상기한 표 1에서 나타난 바와 같이 여러 가지 항목들을 대비해 본 바와 같이 본 발명의 다단식 성형기를 이용한 인풋 샤프트 제조방법은 종래 절삭 가공에 비해서 모든 항목에서 월등한 바, 그에 따라 생산원가 절감이 상당하게 되어 제품의 가격 경쟁력에서도 우위를 차지할 것이다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

본 발명은 자동차용 인풋 샤프트 제조에 이용될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따라 절삭가공방식에 의해 제조되는 인풋 샤프트 제조공정도,

도 2는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 다단식 성형기의 측단면도,

도 3은 본 발명의 실시 예의 이해를 돕기 위한 다단식 성형기의 작업 일순간을 포착한 평면도,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다단식 성형기에 의한 인풋 샤프트 가공소재를 공정별로 도시한 도면,

도 5 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 다단식 성형기의 각 단에 대응된 다이 및 펀치 금형의 구체 구조도.

도 11은 다단식 성형기에서 제조된 인풋 샤프트를 절삭가공하여 인풋 샤프트 완성품을 얻는 과정을 알 수 있는 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(2)--다단식 성형기 (4)--다이측 고정부

(6)--펀치측 구동부 (10)--다이

(12)--펀치 (100)--제1단

(200)--제2단 (300)--제3단

(400)--제4단 (500)--제5단

(600)--제6단

Claims (4)

1. 다단식 성형기(2)를 이용한 인풋 샤프트 제조방법에 있어서,

   상기 다단식 성형기(2)의 절단나이프 블록(20)에서 제조용 원자재를 절단하여 원기둥 소재(42)를 얻는 예비공정과,

   상기 원기둥 소재(42)를 제1단(100) 다이(106)의 가공소재 안착부(108)로 이송시켜 안착공간에 삽입 안착하고, 상기 원기둥 소재(42)의 양면에 다이측 지지봉(110)과 펀치측 가압봉(104)을 이용해 양방향 동시 압착 가공하여, 소재의 양측단 중 펀치측 부분이 수도 테이퍼진 원추형 요입부가 형성되고 소재의 다이측 부분이 수도 경사진 내측 테두리의 요입 홈에 이어서 펀치측 부분의 수도와 유사한 정도로 경사진 원추형 요입부가 형성된 예비성형 소재(44)를 얻는 제1공정과,

   상기 예비성형 소재(44)를 제2단(200) 다이(206)의 가공소재 안착부(208)로 이송시켜 다이측 슬리브(212)의 상부면에 삽입 안착하고 펀치측 가압봉(204)과 다이핀(210) 및 다이측 슬리브(212)를 이용해 예비성형 소재(44)의 양단을 가압하여 소재 하단부로부터 몸통부에 1차압출가공에 의한 긴 홈이 성형된 제1비관통 가공소재(46)를 얻는 제2공정과,

   상기 제1비관통 가공소재(46)를 제3단(300) 다이(306)의 가공소재 안착부(308)로 이송시켜 다이측 슬리브(312)의 상부면에 삽입 안착하고 펀치측 펀치핀(304)과 다이핀(310) 및 다이측 슬리브(312)를 이용해 제1비관통 가공소재(46)의 양단을 가압하여 소재 상단에 압출가공에 의한 홈이 성형되고 소재의 하단부로부터 2차압출가공하여 제3공정에 의해 형성된 홈보다 더 긴 홈이 성형된 제2비관통 가공소재(48)를 얻는 제3공정과,

   상기 제2비관통 가공소재(48)를 제4단(400) 다이(406)로 이송시켜 다이측 슬리브(412)의 상부면에 삽입 안착하고 펀치측 슬리브(422)와 다이핀(410) 및 다이측 슬리브(412)를 이용해 제2비관통 가공소재(48)의 양단을 가압하여 제2비관통 가공소재(48)가 천공된 제1관통 가공소재(50)를 얻는 제4공정과,

   상기 제1관통 가공소재(50)를 제5단(500) 다이(506)의 가공소재 안착부(508)로 이송시켜 다이스(520)의 안착공간에 삽입 안착하고 제1관통 가공소재(50)의 하단부를 고정하고 상단부를 인장하여 소재 상단에 각진 턱형상이 성형된 제2관통 가공소재(52)를 얻는 제5공정과,

   상기 제2관통 가공소재(52)를 제6단(600) 다이(606)의 가공소재 안착부(608)로 이송시켜 다이스(620)의 안착공간에 삽입 안착하고 제2관통 가공소재(52)의 하부측 일부를 원심방향 내측으로 가압하여 소재 상단에 턱형상을 유지하고 소재 하단에 외경이 축소성형된 제3관통 가공소재(54)를 얻는 제6공정과,

   상기 제3관통 가공소재(54)의 상단에 형성된 턱형상을 절삭가공하고 소재 양단을 페이싱 가공하여 인풋 샤프트 완성품(56)을 얻는 제7공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 인풋 샤프트 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1공정에서, 예비성형 소재(44)의 양측단 중 펀치측 부분이 2°정도 테이퍼진 원추형 요입부가 형성되고, 예비성형 소재(44)의 다이측 부분이 5°정도 경사진 지점에서 다시 5°정도 경사진 내측 테두리의 요입홈에 이어서 3°정도 경사진 원추형 요입부가 형성되어 있음을 특징으로 하는 인풋 샤프트 제조방법.
3. 다단식 성형기(2)를 이용한 인풋 샤프트 제조장치에 있어서,

   상기 다단식 성형기(2)를 절단나이프 블록(20) 및 제1단(100) 내지 제6단(600)으로 구성하고, 상기 각 단간에는 이전 단에서 가공된 가공소재를 이후단으로 이송시키기 위한 집게지그를 구비하며,

   상기 다단식 성형기(2)의 절단나이프 블록(20)은, 제조용 원자재를 절단하여 원기둥 소재(42)를 성형하고,

   제1단(100)은, 집게지그에 의해서 절단나이프 블록(20)으로부터 제1단(100) 다이(106)의 가공소재 안착부(108)에 이송된 상기 원기둥 소재(42)의 양면을, 선단이 5°정도 경사진 지점에서 다시 5°정도 경사진 테두리에 이어 3°정도 경사진 원추형 돌부가 형성된 다이측 지지봉(110)과 선단이 2°정도 원추형 돌부가 형성된 펀치측 가압봉(104)을 이용해 가압하여 소재의 양측단 중 펀치측 부분이 2°정도 테이퍼진 원추형 요입부가 형성되고 소재의 다이측 부분이 5°정도 경사진 지점에서 다시 5°정도 경사진 내측 테두리의 요입홈에 이어서 3°정도 경사진 원추형 요입부가 형성된 예비성형 소재(44)로 성형하며,

   제2단(200)은, 집게지그에 의해서 제1단(100)으로부터 제2단(200) 다이(206)의 가공소재 안착부(208)로 이송시켜 다이측 슬리브(212)의 상부면에 삽입 안착하고 펀치측 가압봉(204)과 다이핀(210) 및 다이측 슬리브(212)를 이용해 예비성형 소재(44)의 양단을 가압하여 소재 하단부로부터 몸통부에 1차압출가공에 의한 긴 홈이 성형된 제1비관통 가공소재(46)로 성형하고,

   상기 제3단(300)은, 집게지그에 의해서 제2단(200)으로부터 제3단(300) 다이(306)의 가공소재 안착부(308)로 이송시켜 다이측 슬리브(312)의 상부면에 삽입 안착하고 펀치측 펀치핀(304)과 다이핀(310) 및 다이측 슬리브(312)를 이용해 제1비관통 가공소재(46)의 양단을 가압하여 소재 상단에 압출가공에 의한 홈이 성형되고 소재의 하단부로부터 2차압출가공하여 제2단(200)에 의해 형성된 홈보다 더 긴 홈이 성형된 제2비관통 가공소재(48)로 성형하며,

   상기 제4단은, 집게지그에 의해서 제3단(300)으로부터 제4단(400) 다이(406)로 이송시켜 다이측 슬리브(412)의 상부면에 삽입 안착하고 펀치측 슬리브(422)와 다이핀(410) 및 다이측 슬리브(412)를 이용해 제2비관통 가공소재(48)의 양단을 가압하여 제2비관통 가공소재(48)가 천공된 제1관통 가공소재(50)로 성형하고,

   상기 제5단은, 집게지그에 의해서 제4단(400)으로부터 제5단(500) 다이(506)의 가공소재 안착부(508)로 이송시켜 다이스(520)의 안착공간에 삽입 안착하고 제1관통 가공소재(50)의 하단부를 고정하고 상단부를 인장하여 소재 상단에 각진 턱형상이 성형된 일측 턱형성 제2관통 가공소재(52)로 성형하며,

   상기 제6단은, 집게지그에 의해서 제5단(500)으로부터 제6단(600) 다이(606) 의 가공소재 안착부(608)로 이송시켜 다이스(620)의 안착공간에 삽입 안착하고 제2관통 가공소재(52)의 하부측 일부를 원심방향 내측으로 가압하여 소재 상단에 턱형상을 유지하고 소재 하단에 외경이 축소성형된 제3관통 가공소재(54)로 성형하고,

   상기 제3관통 가공소재(54)의 상단에 형성된 턱형상을 절삭가공하고, 소재 양단을 페이싱 가공하여 인풋 샤프트 완성품(56)을 얻도록 구성함을 특징으로 하는 인풋 샤프트 제조장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제3단(300)의 다이핀(310)의 선단은 제2단(200)에서 성형된 제1비관통 가공소재(46)의 원추형 요입부의 원추형 요입부 경사면 보다 적어도 큰 경사면을 가지는 원추형 돌부를 가지게 구성함을 특징으로 하는 인풋샤트프 제조장치.

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