KR100964342B1 - A knuckle with a ball joint socket and manufacturing method thereof - Google Patents

A knuckle with a ball joint socket and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100964342B1
KR100964342B1 KR1020070139550A KR20070139550A KR100964342B1 KR 100964342 B1 KR100964342 B1 KR 100964342B1 KR 1020070139550 A KR1020070139550 A KR 1020070139550A KR 20070139550 A KR20070139550 A KR 20070139550A KR 100964342 B1 KR100964342 B1 KR 100964342B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ball joint
knuckle
socket
ball
casting
Prior art date
Application number
KR1020070139550A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20090071684A (en
Inventor
김영기
Original Assignee
주식회사 센트랄
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 센트랄 filed Critical 주식회사 센트랄
Priority to KR1020070139550A priority Critical patent/KR100964342B1/en
Publication of KR20090071684A publication Critical patent/KR20090071684A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100964342B1 publication Critical patent/KR100964342B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/04—Casting in, on, or around objects which form part of the product for joining parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
    • B21J1/06—Heating or cooling methods or arrangements specially adapted for performing forging or pressing operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/001—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of specific alloys
    • B22D11/003—Aluminium alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)

Abstract

본 발명은 자동차용 볼 조인트의 제작 공정을 간소화할 수 있는 볼 조인트와 일체로 제작되는 너클 및 그 제조방법에 관한 것으로, 알루미늄 합금으로 볼 조인트 소켓의 예비 성형체를 주조공정으로 제작하는 단계, 상기 볼 조인트의 소켓의 예비 성형체를 가열하는 단계, 가열된 상기 볼 조인트의 소켓의 예비 성형체를 단조 가공하는 단계, 단조 가공된 상기 볼 조인트의 소켓 부분을 볼 조인트 일체형 너클의 주조틀 안에 넣고 용융 스틸재를 상기 주조틀 안에 넣어 볼 조인트 일체형 너클을 주조하는 단계를 포함하는 볼 조인트 일체형 너클을 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 볼 조인트 소켓은 알루미늄 합금으로 구성되어 코킹부의 연신율이 20%~40% 이며, 스틸재로 구성된 너클의 연신율은 5%~10% 이므로, 코킹이 용이하며 코킹부의 갈라짐 현상을 제거할 수 있고, 너클의 강성 및 안정성을 확보할 수 있다. The present invention relates to a knuckle manufactured integrally with a ball joint that can simplify the manufacturing process of a ball joint for automobiles, and a method for manufacturing the same, comprising: manufacturing a preform of a ball joint socket by an aluminum alloy in a casting process, the ball Heating the preform of the socket of the joint; forging the preform of the heated socket of the ball joint; inserting the socket portion of the forged ball joint into a casting mold of the ball joint integral knuckle, It provides a method for producing a ball joint integral knuckle comprising the step of casting into a casting mold ball joint integral knuckle. Ball joint socket according to the present invention is made of aluminum alloy and the elongation of the caulking portion is 20% to 40%, the elongation of the knuckle made of steel is 5% to 10%, so caulking is easy to remove the cracking phenomenon of the caulking portion Can secure the rigidity and stability of the knuckle.

볼 조인트 일체형 너클, 금형 단조, 저압 주조, 연신율 Ball Joint Integral Knuckle, Mold Forging, Low Pressure Casting, Elongation

Description

볼 조인트 일체형 너클 및 그의 제조방법{A knuckle with a ball joint socket and manufacturing method thereof}A knuckle with a ball joint socket and manufacturing method

본 발명은 자동차의 조향장치로 사용되는 볼 조인트와 볼 조인트가 조립되는 너클 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 자동차용 볼 조인트의 제작 공정을 간소화할 수 있는 볼 조인트와 일체로 제작되는 너클 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a knuckle to which a ball joint and a ball joint used as a steering device of an automobile are assembled, and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention relates to a knuckle and a method for manufacturing the same, which are manufactured integrally with a ball joint that can simplify the manufacturing process of a ball joint for automobiles.

볼 조인트는 구관절(球關節)의 기능을 갖는 이음 수단으로 널리 이용되고 있다. 특히 자동차용 볼 조인트와 너클은 조향장치 또는 현가장치의 부품으로 사용된다. Ball joints are widely used as joint means having the function of spherical joints. In particular, automotive ball joints and knuckles are used as part of steering or suspension systems.

일반적으로 볼 조인트는 구관절의 역할을 하는 볼 스터드(ball stud), 볼 스터드를 감싸 볼 스터드를 보호하고 볼 스터드와 소켓(socket) 사이에 작용하는 마찰력을 조절하는 볼 시이트(ball seat), 볼 스터드와 볼 시이트를 안착(安着)시키는 소켓, 볼 스터드가 인장하중에 의해 소켓의 개구부 방향으로 빠지지 않도록 볼 스터드를 밀봉하는 플러그(plug) 및 볼 스터드에 먼지가 들어가지 않도록 소켓의 상부를 덮는 더스트 커버(dust cover)를 포함하며 이러한 볼 조인트는 너클 또는 컨트롤암(control arm)에 조립된다. In general, ball joints are ball studs that act as joints, ball seats that encircle the ball studs to protect the ball studs and control the frictional force acting between the ball studs and the socket. A socket for seating the stud and the ball seat, a plug that seals the ball stud so that the ball stud does not fall in the direction of the opening of the socket due to the tensile load, and a cover that covers the upper part of the socket to prevent dust from entering the ball stud. A dust cover is included and this ball joint is assembled to a knuckle or control arm.

종래에는 볼 조인트 어셈블리와 너클은 별도로 제작하여 볼 조인트 어셈블리를 너클에 결합시키기 위하여 볼트로 조립하거나 압력을 가하여 강제 압입하여 조립하였다. Conventionally, the ball joint assembly and the knuckle are manufactured separately and assembled by bolting or forcing by pressurizing in order to couple the ball joint assembly to the knuckle.

도 1은 종래 기술에 따라 볼 조인트와 너클을 별도로 제작하여 볼트로 양자를 체결시킨 볼 조인트와 너클의 결합을 보여주는 사시도이고 도 2는 그의 단면도이다.Figure 1 is a perspective view showing the combination of the ball joint and knuckle fastened both by bolts by separately manufacturing the ball joint and knuckle according to the prior art and Figure 2 is a cross-sectional view thereof.

볼 조인트는 볼 스터드(10), 볼 시이트(20), 플러그(30), 소켓(40), 더스트 커버(60)로 구성되어 있고, 볼 조인트와 별도로 제작된 너클(70)과 볼트(81, 82)에 의해 결합 되어있다.The ball joint consists of a ball stud 10, a ball sheet 20, a plug 30, a socket 40, and a dust cover 60, and a knuckle 70 and a bolt 81, which are manufactured separately from the ball joint. 82) are combined.

상기와 같은 종래의 볼 조인트와 너클의 결합방식에 있어서, 볼트에 의한 체결의 경우 볼트를 준비하여야 하며 또한 체결을 위한 구멍을 가공하여야 하므로 부품이 많이 필요하고, 조립공정이 복잡하다. 뿐만 아니라 볼 조인트의 구동으로 볼트에 의한 체결 상태가 헐거워지면 다시 볼트를 조여줄 필요가 있다. 볼 조인트의 강제 압입의 경우는 압입 과정에서 볼 조인트의 소켓이 깨어지거나 볼 조인트의 토오크를 상승시키는 문제가 발생하였다. In the conventional coupling method of the ball joint and knuckle as described above, in the case of fastening by bolts, a bolt must be prepared and a hole for fastening must be processed, and thus a lot of parts are required and the assembly process is complicated. In addition, it is necessary to tighten the bolts again when the tightening state by the bolts is loosened by driving the ball joint. In the case of forced indentation of the ball joint, there is a problem in that the socket of the ball joint is broken or the torque of the ball joint is increased during the indentation process.

따라서 볼 조인트의 소켓이 너클과 함께 일체로 제작된다면 볼 조인트의 조립공정을 간소화할 수 있고 볼 조인트의 조립에 필요한 부품도 절감할 수 있게 되며 볼 조인트의 체결 상태가 헐거워지는 문제도 없어지고 볼 조인트의 압입 과정에서 발생하는 토오크의 상승 문제도 해결된다. 이러한 이유로 볼 조인트와 너클이 일체로 제작된 볼 조인트 일체형 너클이 출시되고 있다. Therefore, if the socket of the ball joint is made integrally with the knuckle, the assembly process of the ball joint can be simplified, the parts necessary for the assembly of the ball joint can be reduced, and the problem of loosening of the ball joint is eliminated, and the ball joint is eliminated. The problem of torque rise caused by the indentation process is also solved. For this reason, ball joint integral knuckles in which ball joints and knuckles are integrally manufactured are being released.

이와 같은 볼 조인트 일체형 너클을 제조하는 종래의 제조방법은 다음과 같다.The conventional manufacturing method for manufacturing such a ball joint integrated knuckle is as follows.

(1) 주조에 의한 제조(1) Manufacture by casting

알루미늄 합금 또는 스틸(steel)을 저압주조하여 볼 조인트 일체형 너클을 제작할 수 있다.Low pressure casting of aluminum alloy or steel can be used to manufacture a ball joint integrated knuckle.

이와 같은 저압주조방법은 제조 비용이 낮고 재료 회수율이 높으며, 1회 성형으로 최종 제품의 형상의 제조가 가능하다는 장점이 있다.This low pressure casting method has the advantage of low manufacturing cost, high material recovery rate, and the manufacture of the shape of the final product in one molding.

그러나 저압주조에 의해 제조된 제품은 그 연신율이 대부분 7% 이하로, 낮은 연신율로 인하여 볼 조인트 소켓의 코킹부에 결함이 발생하게 된다. However, products manufactured by low pressure casting have an elongation of less than or equal to 7%, which causes defects in the caulking portion of the ball joint socket due to low elongation.

특히 스틸 주조에 의한 경우, 그 연신율이 매우 낮아 볼 조인트 소켓의 코킹 자체가 어려우며 코킹부의 결함이 심각해진다.Particularly in the case of steel casting, the elongation is very low, so that the caulking of the ball joint socket itself is difficult, and the defect of the caulking portion is serious.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 볼 조인트 소켓의 코킹부를 내부의 볼 스터드 또는 볼 시이트가 이탈되는 것을 방지하기 위하여 코킹작업을 수행할 경우 코킹부의 소재 표면이 갈라지는 문제가 발생하게 된다.That is, as shown in FIG. 3, when the caulking operation is performed to prevent the caulking portion of the ball joint socket from being separated from the ball stud or the ball sheet, a problem arises in that the material surface of the caulking portion is cracked.

따라서 주조에 의한 제조방법은 그 경제적 이점에도 불구하고 품질 문제로 인하여 볼 조인트 일체형 알루미늄 너클의 상업적 제조방법으로 채택할 수 없었다. Therefore, the manufacturing method by casting, despite its economic advantages, could not be adopted as a commercial manufacturing method of the ball joint-integrated aluminum knuckles due to quality problems.

(2) 단조 및 주조단조법(2) forging and casting forging

볼 조인트 일체형 알루미늄 너클을 제조하기 위하여는 볼 조인트 소켓의 코킹부의 연신율이 대단히 중요하며, 이러한 품질적인 문제를 해결하기 위하여 일반 적으로 알루미늄 열간단조공법이 적용되고 있다.The elongation of the caulking portion of the ball joint socket is very important for manufacturing the ball joint integrated aluminum knuckle, and in order to solve this quality problem, aluminum hot forging is generally applied.

그러나 일반적인 단조공법은 공정단계가 너무 많고 재료 회수율이 낮아 제조비용이 상승한다는 문제가 있다. However, the general forging method has a problem that the manufacturing cost increases because there are too many process steps and the material recovery rate is low.

이러한 일반적인 열간단조를 개선하기 위하여 주조단조(Casting & Forging, Cobapress)법이 개발되었다.In order to improve this general hot forging, casting & forging (Cobapress) method was developed.

이 방법은 알루미늄 합금 재료를 주조가공을 통하여 예비 성형체를 제조하고, 이후 단조가공을 위하여 예비 성형체를 전면에 걸쳐 1시간 가량 재가열한 후, 2000톤 이상의 대용량 프레스에 의하여 예비 성형체 전체를 다시 단조 가공을 수행하고, 이후 트리밍 공정에 의하여 불필요한 부분들을 제거하도록 한 것이다.In this method, a preform is manufactured by casting an aluminum alloy material, and then the preform is reheated for about 1 hour over the entire surface for forging, and then the entire preform is again forged by a large-capacity press of 2000 tons or more. After that, unnecessary parts are removed by a trimming process.

이 방법은 기존의 단조 가공과 비교할 때 재료 회수율을 높일 수 있다는 장점이 있지만, 예비 성형체 전체를 다시 가열하여 예비 성형체 전체를 열간단조가공하여야 하므로, 중량이 많이 나가는 물품을 단조 가공에 의하여 최종 형상으로 성형하기 위해서는 약 2000톤 이상의 대용량 프레스가 필요하게 된다. 따라서 이 방법은 이와 같은 고가의 대용량 설비를 필요로 하게 되어 초기 투자 비용이 높아지게 되며, 결과적으로 여전히 일반적인 주조에 비하여는 전체적인 제조비용이 매우 높아지게 된다. This method has the advantage of increasing the material recovery rate compared with the conventional forging process. However, the entire preform must be hot forged by reheating the entire preform, so that a heavy product can be returned to the final shape by forging. For molding, a large capacity press of about 2000 tons or more is required. Therefore, this method requires such expensive large capacity equipment, which increases the initial investment cost, and as a result, the overall manufacturing cost is still very high compared to the general casting.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 너클에 조립되는 볼 조인트의 제작에 있어 부품을 단순화하여 재료비를 절감하고자 하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to reduce the material cost by simplifying the components in the manufacture of the ball joint to be assembled to the knuckle.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 볼 조인트와 너클의 결합에 있어서 볼트에 의한 체결 과정을 거치지 않고도 볼 조인트가 너클에 조립될 수 있는 볼 조인트를 제공하여 조립 공정을 간소화시키고 그에 따른 볼 조인트의 제작비용 및 노력을 절감하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a ball joint in which the ball joint can be assembled to the knuckle without a bolting process in the ball joint and knuckle coupling, simplifying the assembly process and accordingly It is to reduce production cost and effort.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 알루미늄 합금이나 스틸 주조에 의한 일체형 너클의 경우 볼 조인트 소켓의 코킹부의 연신율과 너클의 강성을 모두 만족시킬 수 없다는 문제점을 해결한 새로운 볼 조인트 일체형 너클 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is a new ball joint integral knuckle and its manufacture in which the knuckle stiffness of the caulking portion of the ball joint socket and the rigidity of the knuckle cannot be satisfied in the case of the integral knuckle by aluminum alloy or steel casting To provide a way.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 볼 조인트를 볼트를 이용하여 너클에 조립할 경우 발생할 수 있는 볼트의 헐거워짐으로 인한 볼 조인트 기능 저하를 제거하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to eliminate the ball joint function degradation due to the loosening of the bolt that can occur when the ball joint is assembled to the knuckle using the bolt.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 볼 조인트를 너클에 강제압입할 경우 발생할 수 있는 볼 조인트의 토오크 상승을 제거하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to eliminate the torque rise of the ball joint that may occur when the ball joint is forcedly pressed into the knuckle.

본 발명은 알루미늄 합금으로 볼 조인트 소켓의 예비 성형체를 주조공정으로 제작하는 단계, 상기 볼 조인트의 소켓의 예비 성형체를 가열하는 단계, 가열된 상 기 볼 조인트의 소켓의 예비 성형체를 단조 가공하는 단계, 단조 가공된 상기 볼 조인트의 소켓 부분을 볼 조인트 일체형 너클의 주조틀 안에 넣고 용융 스틸재를 상기 주조틀 안에 넣어 볼 조인트 일체형 너클을 주조하는 단계를 포함하는 볼 조인트 일체형 너클을 제조하는 방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of producing a preform of the ball joint socket in an aluminum alloy by a casting process, heating the preform of the socket of the ball joint, forging the preform of the socket of the heated ball joint, A method of manufacturing a ball joint integrated knuckle, comprising the steps of casting a socket joint of a forged ball joint into a casting mold of a ball joint integrated knuckle and casting molten steel material into the casting mold to cast a ball joint integrated knuckle. .

본 발명은 상기 볼 조인트의 소켓의 예비 성형체를 단조 가공하는 단계는 비플래시 금형 단조인 볼 조인트 일체형 너클을 제조하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a ball joint integral knuckle, wherein the forging of the preform of the socket of the ball joint is a non-flash die forging.

본 발명은 상기 볼 조인트 일체형 너클의 주조 단계는 저압주조인 볼 조인트 일체형 너클을 제조하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a ball joint integrated knuckle, wherein the casting step of the ball joint integrated knuckle is a low pressure casting.

본 발명은 볼 조인트 소켓은 코킹부의 연신율이 20%~40% 이 되도록 알루미늄 합금으로 구성되고, 너클은 연신율이 5%~10% 가 되도록 스틸재로 구성되는 볼 조인트 일체형 너클을 제공한다.The present invention provides a ball joint integrated knuckle, the ball joint socket is composed of an aluminum alloy so that the elongation of the caulking portion is 20% to 40%, and the knuckle is made of steel so that the elongation is 5% to 10%.

본 발명은 상기 볼 조인트 소켓의 하단부가 너클로부터 볼 축부 방향으로 빠져나오지 않도록 단을 구비하는 볼 조인트 일체형 너클을 제공한다.The present invention provides a ball joint integrated knuckle provided with a stage such that the lower end of the ball joint socket does not exit from the knuckle in the direction of the ball axis.

본 발명에 따르면, 너클에 조립되는 볼 조인트의 제작에 있어 부품을 단순화하여 재료비를 절감할 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the material cost by simplifying the components in the manufacture of the ball joint to be assembled to the knuckle.

또한 본 발명에 따르면, 볼 조인트와 너클의 결합에 있어서 볼트에 의한 체결 과정을 거치지 않고도 볼 조인트가 너클에 조립될 수 있으므로 볼 조인트 조립 공정을 간소화시키고 그에 따른 볼 조인트의 제작비용을 절감할 수 있다.In addition, according to the present invention, since the ball joint can be assembled to the knuckle without the fastening process by bolts in the ball joint and knuckle coupling, it is possible to simplify the ball joint assembly process and reduce the manufacturing cost of the ball joint accordingly .

또한 본 발명에 따르면, 볼 조인트 소켓을 너클에 강제압입하는 공정을 거치 지 않으므로 강제압입 과정에서 볼 조인트의 토오크가 증가하거나 소켓이 깨지는 현상을 피할 수 있다.In addition, according to the present invention, the process of forcing the ball joint socket into the knuckle does not go through, so that the torque of the ball joint during the forced pressing process or the socket breakage can be avoided.

또한 본 발명에 따르면, 볼 조인트를 너클에 결합시키는 볼트를 채용할 필요가 없어 볼 조인트 구동으로 인한 볼트의 체결이 헐거워지는 문제가 발생하지 않는다.In addition, according to the present invention, it is not necessary to employ a bolt for coupling the ball joint to the knuckle, there is no problem that the tightening of the bolt due to the ball joint drive is loose.

또한 본 발명에 따르면, 볼 조인트 소켓 부분은 알루미늄 합금의 단조가공으로 성형되어 코킹부의 연신율이 20% 이상 되므로 코킹공정이 용이하며 코킹 후 코킹부의 갈라짐 현상이 나타나지 않고, 너클은 스틸 주조에 의해 제작되므로 너클의 연신율은 10% 이하로 외력에 대해 안정성을 가지며 우수한 강성을 가질 수 있다는 만족을 얻을 수 있다. In addition, according to the present invention, the ball joint socket portion is molded by forging of aluminum alloy and the elongation of the caulking portion is 20% or more, so the caulking process is easy, and the caulking portion does not appear after caulking, and the knuckle is manufactured by steel casting. The elongation of the knuckle is 10% or less, and it is satisfactory that it has stability against external force and can have excellent rigidity.

또한 본 발명에 따르면, 일반적인 단조 또는 주조단조법에 비하여 매우 경제적이며, 단조를 위한 가열공정은 볼 조인트 소켓 부분에만 적용되므로 제품생산설비를 간소화할 수 있어 비용을 절감할 수 있다. In addition, according to the present invention, it is very economical compared to the general forging or casting forging method, since the heating process for forging is applied only to the ball joint socket portion can simplify the production facilities and can reduce the cost.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments are provided to those skilled in the art to fully understand the present invention, and may be modified in various forms, and the scope of the present invention is limited to the embodiments described below. It doesn't happen. Like numbers refer to like elements in the figures.

이하에서 실시단계를 도 4의 플로우 챠트(flow chart)를 참조하여 설명한다.Hereinafter, an exemplary embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 4.

먼저, 볼 조인트 소켓 부분의 예비 성형체를 알루미늄 합금으로 주조한다. 상기 예비 성형체는 최종 성형품의 볼 조인트 소켓보다 약간 큰 정도로만 성형한다(S 1). 이러한 크기의 예비 성형체는 다음 공정인 단조 공정에서 거의 플래시(flash)를 발생시키지 않아 재료 회수율이 높다.First, the preform of the ball joint socket portion is cast of aluminum alloy. The preform is molded only to a slightly larger degree than the ball joint socket of the final molded product (S 1). This preform of this size produces little flash in the forging process, which is the next process, resulting in high material recovery.

본 실시예에 사용되는 알루미늄 합금은 6000계 열간단조용 알루미늄 합금으로서, 중량%로 Si:0.85-1.0%, Fe:0.2% 이하, Cu:0.25-0.35%, Mn:0.3-0.4%, Mg:0.7-1.0%, Cr:0.2-0.4%, Zn:0.01% 이하, Ti:0.01-0.02% 및 잔부 Al로 조성된 열간단조용 고강도 알루미늄 합금이다. The aluminum alloy used in this embodiment is a 6000 type hot forging aluminum alloy, which is Si: 0.85-1.0%, Fe: 0.2% or less, Cu: 0.25-0.35%, Mn: 0.3-0.4%, Mg: by weight. It is a high strength aluminum alloy for hot forging composed of 0.7-1.0%, Cr: 0.2-0.4%, Zn: 0.01% or less, Ti: 0.01-0.02%, and the balance Al.

상기 알루미늄 합금은 연신율이 우수하며, 인장강도 380~383MPa, 항복강도 346~350MPa의 특성이 있다.The aluminum alloy has excellent elongation, and has a tensile strength of 380 to 383 MPa and a yield strength of 346 to 350 MPa.

주조 공정을 실시할 때 최종 제품의 물성을 확보하기 위하여, 주조 금형 내에 공기 또는 공기와 물을 이용한 냉각라인을 설치하여 지향성 응고 및 빠른 용탕의 냉각을 유도하는 것이 바람직하다.In order to secure the physical properties of the final product when performing the casting process, it is preferable to install a cooling line using air or air and water in the casting mold to induce directional solidification and rapid cooling of the molten metal.

또한, 볼 조인트 소켓의 예비 성형체는 다음 공정인 단조공정에서 연신율 증가를 위하여 코킹부의 변형율이 20% 이상, 바람직하게는 30% 이상이 될 수 있도록 볼 조인트 소켓의 형상을 설계한다.In addition, the preform of the ball joint socket designs the shape of the ball joint socket so that the strain of the caulking portion may be 20% or more, preferably 30% or more, in order to increase the elongation in the forging process, which is the next step.

주조된 볼 조인트 소켓의 예비 성형체는 탕구를 절단하여 X-선 비파괴 검사를 통하여 내부 결함의 존재를 확인한다(S 2).The preform of the molded ball joint socket cuts the ball and checks for the presence of internal defects through X-ray non-destructive inspection (S 2).

주조 성형된 상기 볼 조인트 소켓의 예비 성형체를 최종 성형체로 단조가공하기 위해 고주파 유도가열장치를 이용하여 400~550℃로 1분 이내로 가열한다(S 3). In order to forge the preform of the molded ball joint socket to the final molded body using a high frequency induction heating apparatus is heated to 400 ~ 550 ℃ within 1 minute (S 3).

이러한 가열 시간은 볼 조인트 소켓과 너클 모두를 가열할 때에 비해 매우 짧은 것이다. 즉, 너클을 포함하여 가열할 경우는 약 1시간의 가열을 요하기 때문에 본 실시예의 경우 단조 가공을 위한 가열공정의 간소화는 에너지 절약 및 비용절감 효과를 창출한다.This heating time is very short compared to heating both the ball joint socket and the knuckle. That is, since heating requires about 1 hour when heating including a knuckle, the simplification of the heating process for forging in the present embodiment creates energy saving and cost saving effects.

다음, 가열된 볼 조인트 소켓의 예비 성형체를 단조용 프레스로 이송한다.Next, the preform of the heated ball joint socket is transferred to a forging press.

본 실시예에서는 볼 조인트 소켓의 예비 성형체를 가압 성형하여 최종 성형체로 제작하는 금형 단조를 이용한다(S 4). 금형 단조 중 플래시(flash) 단조(개방형 금형)나 비플래시 단조(밀폐형 금형) 어느 경우나 적용될 수 있지만, 플래시 단조는 추후 플래시 제거 작업이 필요하므로 가급적 비플래시 단조를 채택하는 것이 바람직하다.In this embodiment, the forging of the preform of the ball joint socket is used to produce a final molded article (S 4). Although flash forging (open mold) or non-flash forging (sealed mold) may be applied during mold forging, it is preferable to adopt non-flash forging as much as possible since flash forging is required later.

볼 조인트 소켓의 최종 성형체는 도 5에 도시된 바와 같이 소켓(740)의 하단부에 돌출된 단(745)을 형성하여 이후 단계에서 소켓의 최종 성형체가 너클과 일체로 주조된 후 볼 스터드의 축부 방향으로 빠지지 않도록 한다.The final molded body of the ball joint socket forms a protruding end 745 at the lower end of the socket 740 as shown in FIG. 5 so that in the subsequent step the axial direction of the ball stud after the final molded body of the socket is cast integrally with the knuckle. Do not fall off.

볼 조인트 소켓의 최종 성형체가 제작되면, 이것을 저압 주조 장비의 주조틀의 소켓 형성 부위에 안착시키고 스틸 용융재를 너클 형성 부위에 채워넣어 볼 조인트 일체형 너클을 저압 주조 공정으로 제작한다(S 5). When the final molded body of the ball joint socket is manufactured, it is seated on the socket forming part of the casting mold of the low pressure casting equipment, and the steel molten material is filled into the knuckle forming part to produce the ball joint integral knuckle by the low pressure casting process (S 5).

완성된 볼 조인트 일체형 너클을 검사하여(S 6), 조립공정에 들어간다(S 7). Inspect the completed ball joint integral knuckle (S 6), and enter the assembly process (S 7).

이하, 도 5를 참조하여 볼 조인트 조립공정을 설명한다.Hereinafter, a ball joint assembly process will be described with reference to FIG. 5.

너클(770)과 소켓(740)이 일체로 제작되고나면, 볼 조인트의 조립은 상기 소 켓(740) 안에서 이루어질 수 있다. 상술한 바와 같이 너클(770)과 일체로 제작된 볼 조인트의 소켓(740) 내부에 볼 시이트(720)를 넣어 소켓(740) 내부의 구벽면을 덮는다. 그리고나서 볼 시이트(720)가 볼 스터드와 접하게 되는 내면에 그리스(grease) 등의 윤활제를 주입 및 도포한다. 그 다음 볼 스터드(710)를 볼 시이트(720)가 깔린 소켓(740)에 내장시킨다. 그 다음 볼 스터드(710)와 볼 축부(715)가 연접한 부분에 볼 축부(715)를 통과시켜 소켓(740)의 개구 상단부 안쪽에 고리형 플러그(730)를 압입한다. 이 고리형 플러그(730)는 볼 스터드(710)가 인장하중에 의해 볼 조인트 소켓(740)으로부터 이탈되는 것을 방지하고, 볼 스터드(710)가 있는 곳으로 먼지나 물 등의 이물질이 침투하지 못하도록 볼 조인트 내부를 밀폐하기 위한 것이다. 상기 고리형 플러그(730) 위로 소켓(740)의 상단부인 코킹부(750)를 구부려 볼 조인트를 코킹한다. 추가로 코킹부(750)를 더스트 커버로 덮어 씌울 수 있다. 이렇게 하여 볼 조인트의 어셈블리 공정이 완성된다. Once the knuckle 770 and the socket 740 are fabricated integrally, assembly of the ball joint can be made in the socket 740. As described above, the ball sheet 720 is inserted into the socket 740 of the ball joint manufactured integrally with the knuckle 770 to cover the spherical wall surface inside the socket 740. Then, a lubricant such as grease is injected and applied to the inner surface where the ball sheet 720 comes into contact with the ball stud. The ball stud 710 is then embedded in the socket 740 on which the ball seat 720 is laid. Next, the ball shaft 715 is passed through a portion where the ball stud 710 and the ball shaft 715 are connected to each other to press the annular plug 730 into the upper end of the opening of the socket 740. The annular plug 730 prevents the ball stud 710 from being separated from the ball joint socket 740 by the tensile load, and prevents foreign matter such as dust or water from penetrating into the ball stud 710. It is for sealing the inside of ball joint. Bend the caulking portion 750, the upper end of the socket 740 over the annular plug 730 to caulk the ball joint. In addition, the caulking portion 750 may be covered with a dust cover. In this way, the assembly process of the ball joint is completed.

코킹부(750)는 알루미늄 합금을 단조 가공한 것이기 때문에 연신율이 20%~40% 이고 스틸재로 주조한 너클의 연신율은 10% 이하로 소켓(740)과 너클(770)을 단일소재로 만든 것에 비해 코킹이 용이하고 견고하면서도 너클(770)의 강성과 안정성을 갖출 수 있다. Since the caulking part 750 is a forging process of aluminum alloy, the elongation is 20% to 40% and the elongation of the knuckle cast from steel is 10% or less, and the socket 740 and the knuckle 770 are made of a single material. Compared to the coking is easy and robust, the knuckle 770 can be equipped with the rigidity and stability.

도 1은 종래 기술에 따라 볼 조인트와 너클을 별도로 제작하여 볼트로 양자를 체결시킨 볼 조인트와 너클의 결합을 보여주는 사시도이다.1 is a perspective view showing the combination of the ball joint and knuckle fastened both by bolts by separately manufacturing the ball joint and knuckle according to the prior art.

도 2는 종래 기술에 따라 볼 조인트와 너클을 별도로 제작하여 볼트로 양자를 체결시킨 볼 조인트와 너클의 결합을 보여주는 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing the coupling of the ball joint and the knuckle is fastened both by bolts by separately manufacturing the ball joint and knuckle according to the prior art.

도 3은 종래 기술에 따라 제조된 볼 조인트 일체형 너클에서 코킹 작업 후 코킹부의 표면이 갈라진 상태의 사진이다.3 is a photograph of a cracked surface of the caulking unit after caulking operation in the ball joint integral knuckle manufactured according to the prior art.

도 4는 본 발명의 볼 조인트 일체형 너클의 제조 공정을 순서대로 설명한 플로우 챠트이다. 4 is a flowchart illustrating a manufacturing process of the ball joint integrated knuckle of the present invention in order.

도 5는 본 발명에 따른 볼 조인트의 소켓과 너클이 일체로 형성된 볼 조인트의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the ball joint formed integrally with the socket and the knuckle of the ball joint according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 볼 조인트의 소켓과 너클이 일체로 형성된 볼 조인트의 사시도이다.6 is a perspective view of a ball joint in which the socket and the knuckle of the ball joint according to the present invention are integrally formed.

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

10, 710: 볼 스터드 15, 715: 볼 축부10, 710: ball stud 15, 715: ball shaft

20, 720: 볼 시이트 30, 730: 플러그20, 720: Ball seat 30, 730: Plug

40, 740: 소켓 70, 770: 너클40, 740: Socket 70, 770: Knuckle

700: 너클 일체형 볼 조인트 700: knuckle integral ball joint

745: 단 750: 코킹부745: 750: caulking part

Claims (5)

알루미늄 합금으로 볼 조인트 소켓의 예비 성형체를 주조공정으로 제작하는 단계;Manufacturing a preform of a ball joint socket from an aluminum alloy by a casting process; 상기 볼 조인트의 소켓의 예비 성형체를 가열하는 단계;Heating the preform of the socket of the ball joint; 가열된 상기 볼 조인트의 소켓의 예비 성형체를 비플래시 금형 단조 가공하여, 하단부에 단을 가지는 볼조인트의 소켓을 제조하는 단계;Non-flash die forging the preform of the heated socket of the ball joint to produce a socket of a ball joint having a stage at a lower end thereof; 단조 가공된 상기 볼 조인트의 소켓의 상기 단을 포함하는 일부분을 볼 조인트 일체형 너클의 주조틀 안에 넣고 용융 스틸재를 상기 주조틀 안에 넣어 저압주조함으로써 볼 조인트 일체형 너클을 주조하는 단계;Casting the ball joint integral knuckle by inserting a portion including the end of the forged socket of the ball joint into a casting mold of a ball joint integral knuckle and putting molten steel material into the casting mold to perform low pressure casting; 상기 너클에 일체로 마련된 볼조인트 소켓에 볼 시이트와 볼 스터드를 순차적으로 삽입하고, 고리형 플러그를 결합한 후, 너클에서 돌출된 상기 볼조인트 소켓의 상부를 상기 고리형 플러그 측으로 코킹하는 단계를 포함하는 볼 조인트 일체형 너클을 제조하는 방법.And sequentially inserting a ball seat and a ball stud into a ball joint socket provided integrally with the knuckle, engaging an annular plug, and caulking an upper portion of the ball joint socket protruding from the knuckle to the annular plug side. Method of making a ball joint integral knuckle. 삭제delete 삭제delete 볼 조인트 소켓은 코킹부의 연신율이 20%~40% 이 되도록 알루미늄 합금으로 구성되고, 너클은 연신율이 5%~10% 가 되도록 스틸재로 구성되어,The ball joint socket is made of aluminum alloy so that the elongation of the caulking is 20% to 40%, and the knuckle is made of steel so that the elongation is 5% to 10%. 상기 너클에 상기 볼 조인트 소켓의 일부가 삽입고정되고,A part of the ball joint socket is inserted into the knuckle, 상기 볼 조인트 소켓에 삽입된 볼 시이트, 볼 스터드 및 고리형 플러그를 상기 너클의 외부로 돌출된 볼 조인트 소켓의 일부가 코킹되어 고정하는 것을 특징으로 하는 볼 조인트 일체형 너클.And a ball seat, ball stud and an annular plug inserted into the ball joint socket are fixed by caulking a part of the ball joint socket protruding out of the knuckle. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 볼 조인트 소켓의 하단부는 너클로부터 볼 축부 방향으로 빠져나오지 않도록 단을 구비하는 볼 조인트 일체형 너클.And a lower end portion of the ball joint socket is provided with a stage so as not to escape from the knuckle toward the ball axis portion.
KR1020070139550A 2007-12-28 2007-12-28 A knuckle with a ball joint socket and manufacturing method thereof KR100964342B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070139550A KR100964342B1 (en) 2007-12-28 2007-12-28 A knuckle with a ball joint socket and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070139550A KR100964342B1 (en) 2007-12-28 2007-12-28 A knuckle with a ball joint socket and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090071684A KR20090071684A (en) 2009-07-02
KR100964342B1 true KR100964342B1 (en) 2010-06-17

Family

ID=41328989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070139550A KR100964342B1 (en) 2007-12-28 2007-12-28 A knuckle with a ball joint socket and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100964342B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2986206B1 (en) * 2012-01-30 2014-02-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa AUTOMOTIVE VEHICLE SUBASSEMBLY, COMPRISING A FRONT WHEEL HUB HOLDER AND A STEER BALL
CN114951605B (en) * 2022-06-20 2023-12-01 威海万丰奥威汽轮有限公司 Manufacturing method of forging and casting intelligent combined aluminum alloy automobile hub

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11342461A (en) 1998-05-29 1999-12-14 Isuzu Motors Ltd Casting method for casting with insert member
KR100690499B1 (en) 2005-10-06 2007-03-09 주식회사 동아오토모티브 Ball joint uniting with a knuckle and method assembling thereof
KR100741510B1 (en) 2006-02-14 2007-07-20 주식회사 동아오토모티브 Ball joint integrated knuckle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11342461A (en) 1998-05-29 1999-12-14 Isuzu Motors Ltd Casting method for casting with insert member
KR100690499B1 (en) 2005-10-06 2007-03-09 주식회사 동아오토모티브 Ball joint uniting with a knuckle and method assembling thereof
KR100741510B1 (en) 2006-02-14 2007-07-20 주식회사 동아오토모티브 Ball joint integrated knuckle

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090071684A (en) 2009-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8764123B2 (en) Axle assembly for a commercial vehicle and method for producing an axle assembly of this type
US20050262693A1 (en) Cast forging process for aluminum wheels
US8776372B2 (en) Cast magnesium alloy wheels
US8109528B2 (en) Service load bearing assembly for spreading out high induced stresses
JPWO2008129860A1 (en) Vehicle towing device, vehicle towing hook manufacturing method, and vehicle connecting member manufacturing method
US20160326980A1 (en) Combustion-chamber bowl rim and of a combustion chamber bowl base of a piston of an internal combustion engine
US20080211202A1 (en) Stabilizer Link Assembly
KR100964342B1 (en) A knuckle with a ball joint socket and manufacturing method thereof
US20040093926A1 (en) Closed forging metod, forging production system using the method, forging die used in the method and system, and preform or yoke produced by the method and system
CN109017185B (en) Aluminum alloy split type I-shaped thrust rod and casting molding and friction stir welding assembly method thereof
US5729883A (en) Method of producing a forging
US20110109151A1 (en) Cast axle stub with a cast-in steel core process for producing the axle stub
US20080111335A1 (en) Stabilizer bar with a lateral retention collar and method of manufacture
JPH08270670A (en) Manufacture of pipe yoke for drive-line-assembly
CN101808762B (en) Method for producing hollow forged parts and parts thus obtained
CN1252019A (en) Jointing metal components
JPS5893532A (en) Manufacture of yoke of universal joint
KR101069023B1 (en) Hydroforming process for reinforcing front axle
US20120090802A1 (en) Process For Producing A Twist-beam Axle In A Hybrid Construction
JP4288100B2 (en) Suspension member
JP3900310B2 (en) Casting forging method
JP2005314803A (en) Method for producing aluminum product
JPH0576976A (en) Manufacture of mg alloy made member
KR100491892B1 (en) Coupling body for a steering wheel core, steering wheel in a vehicle for using the same and method for manufacturing the steering wheel
CN112338458A (en) Manufacturing process of V-shaped thrust rod

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130610

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160603

Year of fee payment: 9