KR101126196B1 - Precision forging method of helical gear for car transmissions - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 기계가공이 수반되지 않는 무회전 정밀단조방식으로 헬리컬기어를 제조함으로써 금형제작이 단순하며 높은 내구성을 가지는 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법을 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법은 하부 금형에 원통형 빌렛을 안착시키고 상기 빌렛의 상면을 상부 금형으로 가압하여 예비성형 빌렛을 형성하는 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계와, 하부 다이에 상기 예비성형 빌렛을 안착시키고 상기 예비성형 빌렛의 상면을 상부 다이로 무회전 가압하여 예비성형 헬리컬기어를 형성하는 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계와, 상기 예비성형 헬리컬기어의 하면을 펀치부로 무회전 가압하여 상기 예비성형 헬리컬기어의 외주면에 나선형의 헬리컬 치형을 형성하는 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계 및 상기 헬리컬 치형이 형성된 예비성형 헬리컬기어의 하면을 가열없이 상기 펀치부로 무회전 가압하여 헬리컬기어를 형성하는 냉간 사이징(Cold Sizing) 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a precision forging method of a helical gear for an automobile transmission, the technical problem to be solved is to manufacture a helical gear in a non-rotating precision forging method that does not involve machining, mold manufacturing is simple and has a high durability automobile transmission To provide a precision forging method for helical gears.
To this end, the precision forging method of the helical gear for an automobile transmission according to the present invention includes a hot upsetting step of seating a cylindrical billet on a lower mold and pressing the upper surface of the billet with an upper mold to form a preformed billet. Hot closed forging step of seating the preformed billet on the die and rotationally pressing the upper surface of the preformed billet to the upper die to form a preformed helical gear, and punching the lower surface of the preformed helical gear Hot tooth shape forging step of forming a spiral helical tooth on the outer circumferential surface of the preformed helical gear by rotating without pressure and rotating the lower surface of the preformed helical gear on which the helical tooth is formed to the punch part without heating. And a cold sizing step of pressurizing to form the helical gear. It shall be.

Description

자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법{PRECISION FORGING METHOD OF HELICAL GEAR FOR CAR TRANSMISSIONS} Precise Forging Method of Helical Gear for Automobile Transmission {PRECISION FORGING METHOD OF HELICAL GEAR FOR CAR TRANSMISSIONS}

본 발명은 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법에 관한 것으로서 금형제작이 단순하며 높은 내구성을 가지는 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a precision forging method for a helical gear for an automobile transmission, and more particularly to a precise forging method for a helical gear for an automobile transmission having a high durability.

파워 트레인(Power Train)이란 클러치(Clutch)를 포함한 미션(Mission)부터 추진축, 종감속장치, 엑슬(Axil)축, 휠(Wheel), 타이어(Tire)까지 엔진(Engine)의 발생 동력을 전달하는 모든 부속, 즉 기관에서 발생된 동력을 구동바퀴까지 전달하는 일련의 모든 동력전달장치를 의미한다.A power train is a power train that transmits the engine's generated power from a mission including a clutch, to a propulsion shaft, a longitudinal reduction gear, an axle shaft, a wheel, and a tire. It refers to a series of all power trains that deliver all the parts, the power generated by the engine, to the drive wheels.

엔진과 변속기를 주축으로 파워 트레인의 개선만으로도 차량 연비 개선의 총 30%를 달성할 수 있으므로 선진국을 중심으로 하이브리드 전기 자동차(HEV:Hybrid Electric Vehicle) 및 연료전지 자동차(FCV:Fuel Cell Vechicle)를 위한 파워 트레인 시스템이 개발되고 있으며, 이에 대응할 수 있는 eCVT, DCT, CVT 등 변속기 시스템 또한 중점 개발되고 있다.
By improving the power train around the engine and transmission, a total of 30% of the vehicle's fuel economy can be achieved. Therefore, for developed countries, for hybrid electric vehicles (HEV) and fuel cell vehicles (FCV), Power train systems are being developed, and transmission systems such as eCVT, DCT, and CVT are also being developed.

차세대 신개념 파워 트레인 시스템의 현실적인 구현을 위해서는 이들의 성능을 완벽하게 구현할 수 있는 핵심부품 생산기술의 확보가 무엇보다 중요한데, 특히 변속기 모듈은 차세대 자동차의 연비향상을 위한 핵심 개발대상 기술 분야이며 이 가운데 기어를 주축으로 하는 구동부품은 기계적 성질(정적강도, 피로강도, 내마모, NVH 등)과 함께 경제적인 제조를 요하는 기술복합형 핵심부품이다.
For the realistic implementation of the next-generation new power train system, securing the core parts production technology that can fully realize their performance is the most important. Especially, the transmission module is the core target technology field for fuel efficiency improvement of the next-generation automobile, among which the gear The driving parts mainly have the mechanical properties (static strength, fatigue strength, abrasion resistance, NVH, etc.) as well as core technology components that require economical manufacturing.

기어를 생산하는 방법은 제거가공법, 주조법, 소성가공법으로 분류할 수 있고, 상기 제거가공법은 다시 절삭가공법, 방전가공법, 형판법으로 분류할 수 있다.Gear production methods may be classified into removal processing, casting and plastic processing, and the removal processing may be further classified into cutting processing, electric discharge processing, and die casting.

상기 절삭가공법은 성형법(formed tool system)과 창성법(generation system)으로 분류할 수 있는데, 상기 성형법은 밀링머신(milling machine), 플레이너(planer), 세이퍼(shaper) 등의 공작기계를 이용하여 기어를 절삭하는 방법이고, 창성법은 기어 세이퍼(gear shaper), 호빙머신(hobbing machine), 기어 플레이너(gear planer) 등 기어 전용 절삭 기계를 이용하여 기어를 절삭하는 방법이다.
The cutting method may be classified into a formed tool system and a generation system. The forming method may be performed by using a machine tool such as a milling machine, a planer, a shaper, or the like. A method of cutting a gear, and the creation method is a method of cutting a gear using a gear-specific cutting machine such as a gear shaper, a hobbing machine, a gear planer.

변속기용 정밀단조 구동부품인 헬리컬기어는 전동이 원활하고 진동음이 적으며 큰 힘을 전달할 수 있는 기어로, 스러스트가 축방향으로 작용하고 가공이 어려운 바퀴 주위에 비틀린 이가 절삭되어 있는 고정밀 고강도 부품이다.Helical gears, which are precision forged driving parts for transmissions, are gears that are smooth in transmission, low in vibration, and can transmit a large force. They are high-precision, high-strength parts with thrust acting in the axial direction and twisted teeth around wheels that are difficult to machine.

상기 헬리컬기어는 차세대 변속기(6속 변속기, CVT, AMT 등)의 개발?이용에 따라 그 수량이 절대적으로 증가되고 있으며, 보다 컴팩트한 형태가 요구되고 있다.The number of the helical gears has been greatly increased according to the development and use of next generation transmissions (6 speed transmission, CVT, AMT, etc.), and a more compact form is required.

상기 헬리컬기어는 절삭가공(선삭/연삭)법에 의해 제조될 수 있는데, 상기 절삭가공법에 따라 공정수가 증가하여 헬리컬기어의 가공시간이 많이 드는 문제점이 있고, 또한, 상기 헬리컬기어를 가공하는 가공기가 고가이기 때문에 제조원가가 높아지는 문제점이 있다.The helical gear may be manufactured by a cutting process (turning / grinding) method, and the number of processes increases according to the cutting process method, which increases the processing time of the helical gear, and a processing machine for processing the helical gear Since it is expensive, there is a problem that the manufacturing cost increases.

또한, 상기 헬리컬기어는 상부 금형이나 하부 금형의 회전을 통한 가압 방식으로 제조될 수 있는데, 상기 회전 가압 방식으로 헬리컬기어를 제조하기 위해서는 베이링을 사용한 금형이 요구되므로 금형 제작이 복잡하며 금형 교체 및 수명에 있어서 내구성이 낮은 문제점이 있다.
In addition, the helical gear may be manufactured by pressing through the rotation of the upper mold or the lower mold. In order to manufacture the helical gear by the rotating pressing method, a mold using a bearing is required, so mold production is complicated and mold replacement and There is a problem of low durability in life.

본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 기계가공이 수반되지 않는 무회전 정밀단조방식으로 헬리컬기어를 제조함으로써 금형제작이 단순하며 높은 내구성을 가지는 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the problems as described above, by producing a helical gear in a non-rotating precision forging method that does not involve machining, precise forging of a helical gear for automobile transmission having a simple mold production and high durability The purpose is to provide a method.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 투입 소재 중량에 대한 최종 제품의 중량비인 재료회수율을 증대시킬 수 있고, 소재로부터 완제품에 이르는 공정을 단축하여 에너지 절감과 제조원가를 감소시킬 수 있으며, 제품의 성능향상을 동시에 이룩할 수 있는 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법을 제공하는데 있다.
In addition, another object of the present invention is to increase the material recovery rate, which is the weight ratio of the final product to the input material weight, and to shorten the process from the material to the finished product to reduce energy and reduce manufacturing costs, improve the performance of the product To provide a precise forging method of the helical gear for automobile transmission that can achieve at the same time.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법은 하부 금형에 원통형 빌렛을 안착시키고 상기 빌렛의 상면을 상부 금형으로 가압하여 예비성형 빌렛을 형성하는 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계와, 하부 다이에 상기 예비성형 빌렛을 안착시키고 상기 예비성형 빌렛의 상면을 상부 다이로 무회전 가압하여 예비성형 헬리컬기어를 형성하는 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계와, 상기 예비성형 헬리컬기어의 하면을 펀치부로 무회전 가압하여 상기 예비성형 헬리컬기어의 외주면에 나선형의 헬리컬 치형을 형성하는 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계 및 상기 헬리컬 치형이 형성된 예비성형 헬리컬기어의 하면을 가열없이 상기 펀치부로 무회전 가압하여 헬리컬기어를 형성하는 냉간 사이징(Cold Sizing) 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object as described above, the precision forging method of the helical gear for an automobile transmission according to the present invention includes a hot upcept for seating a cylindrical billet on a lower mold and pressing the upper surface of the billet with an upper mold to form a preformed billet ( Hot Upsetting), a hot closed forging step of seating the preformed billet on a lower die and rotationally pressing the upper surface of the preformed billet to the upper die to form a preformed helical gear, and the preliminary Hot tooth shape forging step of forming a spiral helical tooth on the outer circumferential surface of the preformed helical gear by rotating the pressurized lower surface of the molded helical gear with a punch part and the lower surface of the preformed helical gear having the helical tooth formed. Cold sizing to form a helical gear by rotationless pressurization with the punch part without heating and ing) step.

또한, 상기 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계는 상기 하부 금형의 중심부에 형성된 안착부에 상기 빌렛을 안착시키는 빌렛 안착공정 및 상기 상부 금형으로 상기 빌렛의 상면을 일정 속도로 가압하여 예비성형 빌렛을 형성하는 예비성형 빌렛 형성공정을 포함할 수 있다.In addition, the hot upsetting step may include a billet seating process of seating the billet on a seating portion formed in the center of the lower mold, and pressing the upper surface of the billet at a predetermined speed to form a preformed billet by the upper mold. It may include a preform billet forming process.

또한, 상기 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계는 상기 빌렛과 상부 금형 및 하부 금형을 일정 온도로 유지시키며 상기 예비성형 빌렛을 형성할 수 있다.In addition, the hot upsetting may maintain the billet, the upper mold, and the lower mold at a predetermined temperature to form the preformed billet.

또한, 상기 상부 금형은 평판 플레이트로 이루어질 수 있다.In addition, the upper mold may be made of a flat plate.

또한, 상기 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계는 상기 하부 다이의 중심부에 형성된 오목부에 상기 예비성형 빌렛을 안착시키는 예비성형 빌렛 안착공정 및 상기 상부 다이로 하부 다이를 밀폐시킴과 동시에 상기 예비성형 빌렛의 상면을 일정 속도로 무회전 가압하여 머리부와 몸체부가 구비된 예비성형 헬리컬기어를 형성하는 예비성형 헬리컬기어 형성공정을 포함할 수 있다.In addition, the hot closed forging step may include a preform billet seating process for seating the preform billet in a recess formed in a center portion of the lower die, and closing the lower die with the upper die and simultaneously preliminarily forming the preform. It may include a pre-formed helical gear forming process of forming a pre-formed helical gear having a head and a body portion by rotating the upper surface of the billet at a constant speed.

또한, 상기 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계는 상기 예비성형 빌렛과 상부 다이 및 하부 다이를 일정 온도로 유지시키며 상기 예비성형 헬리컬기어를 형성할 수 있다.In addition, the hot closed forging may maintain the preform billet, the upper die, and the lower die at a predetermined temperature and form the preform helical gear.

또한, 상기 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계는 상기 펀치부로 상기 예비성형 헬리컬기어의 하면을 일정 속도로 무회전 가압하여 상기 예비성형 헬리컬기어를 좌우로 팽창시키는 예비성형 헬리컬기어 팽창공정 및 상기 하부 다이의 내측에 구비된 헬리컬치형 형성부로 상기 예비성형 헬리컬기어를 가압하여 상기 예비성형 헬리컬기어의 외주면에 헬리컬치형을 형성하는 헬리컬치형 형성공정을 포함할 수 있다.In addition, the hot tooth forging step may include a preforming helical gear expansion step of expanding the preformed helical gear from side to side by rotationally pressing the lower surface of the preformed helical gear at a constant speed with the punch portion. And a helical tooth type forming step of forming the helical tooth type on the outer circumferential surface of the preformed helical gear by pressing the preformed helical gear with a helical tooth type forming part provided inside the lower die.

또한, 상기 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계는 상기 예비성형 헬리컬기어와 상부 다이 및 하부 다이를 일정 온도로 유지시키며 상기 예비성형 헬리컬기어에 헬리컬치형을 형성할 수 있다.In addition, the hot tooth forging may maintain the preformed helical gear, the upper die, and the lower die at a predetermined temperature, and form a helical tooth shape on the preformed helical gear.

또한, 상기 냉간 사이징(Cold Sizing) 단계는 상기 헬리컬 치형이 형성된 예비성형 헬리컬기어를 가열함이 없이 일정 상태로 유지시키는 냉간 유지공정 및 상기 예비성형 헬리컬기어의 하면을 상기 펀치부로 일정 속도로 무회전 가압하여 치수 정밀도와 기계적 성질이 향상된 헬리컬기어를 형성하는 냉간 가압공정을 포함할 수 있다.
In addition, the cold sizing step is a cold holding process for maintaining the helical teeth in which the helical teeth are formed in a predetermined state without heating, and the lower surface of the preformed helical gears to the punch unit at a constant speed. Pressurizing may include a cold pressing process to form a helical gear with improved dimensional accuracy and mechanical properties.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법에 의하면, 기계가공이 수반되지 않는 무회전 정밀단조방식으로 헬리컬기어를 제조함으로써 금형제작이 단순하며 높은 내구성을 가지는 자동차 변속기용 헬리컬기어를 제조할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the precision forging method of the helical gear for automobile transmission according to the present invention, by manufacturing the helical gear in a non-rotating precision forging method that does not involve machining, the helical for automobile transmission having a simple mold making and high durability There is an effect that can produce a gear.

또한, 본 발명에 의하면 투입 소재 중량에 대한 최종 제품의 중량비인 재료회수율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of increasing the material recovery rate which is the weight ratio of the final product to the input material weight.

또한, 본 발명에 의하면 공정단축에 의한 에너지 절감, 제조원가 감소 및 제품의 성능향상을 동시에 이룩할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention there is an effect that can simultaneously achieve energy saving, manufacturing cost reduction and product performance improvement by process shortening.

또한, 본 발명에 의하면 항공기, 자동차 기계류 부품 및 전자부품 등 산업계 전반에 걸친 고부가가치 선진 제조 기술로 활용할 수 있는 효과가 있다.
In addition, according to the present invention there is an effect that can be utilized as a high value-added advanced manufacturing technology throughout the industry, such as aircraft, automotive machinery parts and electronic components.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조장치의 일 구성도.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조장치 중 상부 금형을 나타내는 도.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조장치 중 하부 금형을 나타내는 도.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조장치를 이용한 헬리컬 기어의 성형과정을 나타내는 도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법의 일 블록도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계의 일 블록도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계의 일 블록도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계의 일 블록도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 냉간 사이징(Cold Sizing) 단계의 일 블록도.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계를 나타내는 개념도.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계의 예비성형 빌렛을 나타내는 도.
도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계를 나타내는 개념도.
도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계의 예비성형 헬리컬기어를 나타내는 도.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계를 나타내는 개념도.
도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계의 헬리컬 치형이 형성된 예비성형 헬리컬기어를 나타내는 도.
도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 냉간 사이징(Cold Sizing) 단계를 나타내는 개념도.
도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 냉간 사이징(Cold Sizing) 단계의 헬리컬기어를 나타내는 도.1 is a configuration diagram of a precision forging device of a helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention.
Figure 2a is a view showing an upper mold of the precision forging device of the helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention.
Figure 2b is a view showing a lower mold of the precision forging device of the helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention.
3A to 3D are views illustrating a process of forming a helical gear using a precision forging device of a helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram of a precision forging method of the helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a block diagram of a hot upsetting step of the precision forging method of the helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram of a hot closed forging step of a precision forging method of a helical gear for a vehicle transmission according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.
7 is a block diagram of a hot tooth forging step of a method of precision forging of a helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention.
8 is a block diagram of a cold sizing step of a precision forging method of a helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention.
9A is a conceptual diagram illustrating a hot upsetting step of a method of precise forging of a helical gear for a vehicle transmission according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 9b is a view showing a preformed billet of the hot upsetting step of the precision forging method of the helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention.
10A is a conceptual diagram illustrating a hot closed forging step of a precision forging method of a helical gear for a vehicle transmission according to an exemplary embodiment of the present invention.
10B is a view showing a preformed helical gear in a hot closed forging step of a method of precise forging of a helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11A is a conceptual diagram illustrating a hot tooth forging step of a precision forging method of a helical gear for a vehicle transmission according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 11B is a view illustrating a preformed helical gear in which a helical tooth of a hot tooth forging step is formed in a precision forging method of a helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention; FIG.
12A is a conceptual diagram illustrating a cold sizing step of a precision forging method of a helical gear for a vehicle transmission according to an exemplary embodiment of the present invention.
12B is a view showing a helical gear in a cold sizing step of a precision forging method of a helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; First, it should be noted that the same components or parts among the drawings denote the same reference numerals whenever possible. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법의 일 블록도이다.
Figure 4 is a block diagram of a precision forging method of the helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법은 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계(S10)와, 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계(S20)와, 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계(S30) 및 냉간 사이징(Cold Sizing) 단계(S40)를 포함한다.
Precision forging method of a helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention is hot upsetting step (S10), hot closed forging step (S20), hot tooth forging (Hot Tooth) Shape Forging step (S30) and cold sizing (Cold Sizing) step (S40).

상기 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계(S10)는 하부 금형에 원통형 빌렛을 안착시키고 상기 빌렛의 상면을 상부 금형으로 가압하여 예비성형 빌렛을 형성하는 단계이다.
The hot upsetting step S10 is a step of forming a preform billet by seating a cylindrical billet on the lower mold and pressing the upper surface of the billet with the upper mold.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계의 일 블록도이다.
FIG. 5 is a block diagram of a hot upsetting step of a precision forging method of a helical gear for a vehicle transmission according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계(S10)는 도 5에 도시된 바와 같이, 빌렛 안착공정(S11) 및 예비성형 빌렛 형성공정(S12)을 포함한다.
The hot upsetting step S10 includes a billet seating step S11 and a preform billet forming step S12 as shown in FIG. 5.

도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계를 나타내는 개념도이고, 도 9b는 예비성형 빌렛을 나타내는 도이다.
FIG. 9A is a conceptual diagram illustrating a hot upsetting step of a precision forging method of a helical gear for a vehicle transmission according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a view illustrating a preform billet.

상기 빌렛 안착공정(S11)은 도 9a에 도시된 바와 같이, 하부 금형(30)의 중심부에 형성된 안착부(31)에 빌렛(10)을 안착시키는 공정이다.As shown in FIG. 9A, the billet seating step S11 is a step of seating the billet 10 on a seating part 31 formed at the center of the lower mold 30.

상기 빌렛(10)은 원기둥 형상으로 이루어질 수 있고, 상기 안착부(31)는 상기 빌렛(10)과 대응하는 형상인 원통형 홈으로 이루어지되 상기 하부 금형(30)의 중심부에 형성될 수 있다.
The billet 10 may be formed in a cylindrical shape, and the seating portion 31 may be formed in a cylindrical groove having a shape corresponding to the billet 10, but may be formed in the center of the lower mold 30.

상기 예비성형 빌렛 형성공정(S12)은 상부 금형(20)으로 상기 빌렛(10)의 상면을 일정 속도로 가압하여 예비성형 빌렛(11)을 형성하는 공정이다.The preforming billet forming step (S12) is a step of forming the preforming billet 11 by pressing the upper surface of the billet 10 at a predetermined speed with the upper mold 20.

상기 상부 금형(20)은 평판 플레이트로 이루어질 수 있고, 상기 예비성형 빌렛(11)은 도 9b에 도시된 바와 같이, 만곡부가 상부에 형성되고 직선부가 하부에 형성되되 상부 직경이 하부 직경보다 큰 원기둥 형상으로 이루어질 수 있다.
The upper mold 20 may be formed of a flat plate, and the preformed billet 11 may have a curved portion formed at the upper portion and a straight portion formed at the lower portion thereof, as shown in FIG. It may be made in a shape.

한편, 상기 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계(S10)는 열을 가하여 상기 빌렛(10)과 상부 금형(20) 및 하부 금형(30)을 일정 온도로 유지시키면서 상기 예비성형 빌렛(11)을 형성할 수 있다.On the other hand, the hot upsetting step (S10) is to form the preform billet 11 while maintaining the billet 10, the upper mold 20 and the lower mold 30 at a constant temperature by applying heat. Can be.

이때, 상기 빌렛(10)의 온도는 1100℃일 수 있고, 상기 상부 금형(20)과 하부 금형(30)의 온도는 300℃일 수 있다.
At this time, the temperature of the billet 10 may be 1100 ℃, the temperature of the upper mold 20 and the lower mold 30 may be 300 ℃.

상기 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계(S20)는 하부 다이에 상기 예비성형 빌렛을 안착시키고 상기 예비성형 빌렛의 상면을 상부 다이로 무회전 가압하여 예비성형 헬리컬기어를 형성하는 단계이다.
The hot closed forging step (S20) is a step of forming the preformed helical gear by seating the preformed billet on the lower die and pressing the upper surface of the preformed billet to the upper die without rotation.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계의 일 블록도이다.
FIG. 6 is a block diagram of a hot closed forging step of a precision forging method of a helical gear for a vehicle transmission according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계(S20)는 도 6에 도시된 바와 같이, 예비성형 빌렛 안착공정(S21) 및 예비성형 헬리컬기어 형성공정(S22)을 포함한다.
The hot closed forging step S20 may include a preform billet seating process S21 and a preform helical gear forming process S22, as shown in FIG. 6.

도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계를 나타내는 개념도이고, 도 10b는 예비성형 헬리컬기어를 나타내는 도이다.
FIG. 10A is a conceptual diagram illustrating a hot closed forging step of a precision forging method of a helical gear for a vehicle transmission according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 10B is a diagram illustrating a preformed helical gear.

상기 예비성형 빌렛 안착공정(S21)은 도 10a에 도시된 바와 같이, 상기 하부 다이(50)의 중심부에 형성된 오목부(51)에 상기 예비성형 빌렛(11)을 안착시키는 공정이다.As shown in FIG. 10A, the preform billet seating step S21 is a step of seating the preform billet 11 on the recess 51 formed at the center of the lower die 50.

이때, 상기 오목부(51)는 상기 예비성형 빌렛(11)과 대응하는 형상으로 이루어질 수 있는데, 구체적으로, 하부에서 상부로 단차지게 형성되되 상부 내경이 하부 내경보다 큰 형상으로 상기 하부 다이(50)의 중심부에 형성될 수 있다.
In this case, the concave portion 51 may be formed in a shape corresponding to the preformed billet (11), specifically, the lower die 50 is formed to be stepped from the bottom to the upper inner diameter is larger than the lower inner diameter 50 It may be formed in the center of the.

상기 예비성형 헬리컬기어 형성공정(S22)은 상기 상부 다이(40)로 하부 다이(50)를 밀폐시킴과 동시에, 상기 예비성형 빌렛(11)의 상면을 일정 속도로 회전없이 가압하여 상기 예비성형 빌렛(11)을 하부로 팽창시킴으로써 도 10b에 도시된 바와 같이, 머리부와 몸체부가 구비된 예비성형 헬리컬기어(12)를 형성하는 공정이다.The preliminary helical gear forming step (S22) seals the lower die 50 with the upper die 40, and simultaneously presses the upper surface of the preform billet 11 without rotation to rotate the preform billet. By expanding the bottom portion 11, as shown in FIG. 10B, a preformed helical gear 12 having a head and a body is formed.

상기 상부 다이(40)의 하면과 하부 다이(50)의 상면에는 각각 돌출부가 형성될 수 있으며, 상기 상부 다이(40)의 가압으로 상기 빌렛의 상면과 하면에는 상기 돌출부에 대응되는 함몰부가 각각 형성될 수 있다.
Protrusions may be formed on the lower surface of the upper die 40 and the upper surface of the lower die 50, respectively, and depressions corresponding to the protrusions may be formed on the upper and lower surfaces of the billet by pressing the upper die 40, respectively. Can be.

한편, 상기 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계(S20)는 상기 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계(S30)에 앞서 헬리컬기어의 전체적인 윤곽을 형성하고 치형을 형성함에 있어 프레스 하중을 줄일 수 있다.Meanwhile, the hot closed forging step (S20) may reduce the press load in forming the overall contour of the helical gear and forming the tooth prior to the hot tooth forging step (S30). have.

또한, 상기 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계(S20)는 상기 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계(S10)와 동일하게 열을 가하여 상기 예비성형 빌렛(11)과 상부 다이(40) 및 하부 다이(50)를 일정 온도로 유지시키면서 상기 예비성형 헬리컬기어(12)를 형성할 수 있다.In addition, the hot closed forging step S20 is performed in the same manner as the hot upsetting step S10 to apply the heat to the preformed billet 11 and the upper die 40 and the lower die. The preformed helical gear 12 may be formed while maintaining 50 at a constant temperature.

이때, 상기 예비성형 빌렛(11)의 온도는 1100℃일 수 있고, 상기 상부 다이(40)와 하부 다이(50)의 온도는 300℃일 수 있다.
In this case, the temperature of the preform billet 11 may be 1100 ℃, the temperature of the upper die 40 and the lower die 50 may be 300 ℃.

상기 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계(S30)는 상기 예비성형 헬리컬기어의 하면을 펀치부로 무회전 가압하여 상기 예비성형 헬리컬기어의 외주면에 나선형의 헬리컬 치형을 형성하는 단계이다.
The hot tooth forging step (S30) is a step of forming a helical helical tooth on the outer circumferential surface of the preformed helical gear by rotationally pressing the lower surface of the preformed helical gear with a punch portion.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계의 일 블록도이다.
FIG. 7 is a block diagram of a hot tooth forging step of a method of precise forging of a helical gear for a vehicle transmission according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계(S30)는 도 7에 도시된 바와 같이, 예비성형 헬리컬기어 팽창공정(S31) 및 헬리컬치형 형성공정(S32)을 포함한다.
The hot tooth shape forging step S30 includes a preformed helical gear expansion step S31 and a helical tooth form step S32, as shown in FIG.

도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계를 나타내는 개념도이고, 도 11b는 헬리컬 치형이 형성된 예비성형 헬리컬기어를 나타내는 도이다.
11A is a conceptual diagram illustrating a hot tooth forging step of a precision forging method of a helical gear for a vehicle transmission according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a view illustrating a preformed helical gear having a helical tooth formed therein. to be.

상기 예비성형 헬리컬기어 팽창공정(S31)은 도 11a에 도시된 바와 같이, 상기 펀치부(60)로 상기 예비성형 헬리컬기어(12)의 하면을 일정 속도로 회전없이 가압하여 상기 예비성형 헬리컬기어(12)를 좌우로 팽창시키는 공정이다.The preformed helical gear expansion step (S31) is, as shown in Figure 11a, by pressing the lower surface of the preformed helical gear 12 at a constant speed to the punch portion 60 without rotating the preformed helical gear ( 12) is a process of inflating from side to side.

구체적으로, 상기 예비성형 헬리컬기어(12)는 상기 펀치부(60)의 가압으로 상부로 팽창될 수 있으나 상부를 가압하는 상부 다이(40)에 의해 상부 팽창이 저지되어 좌우로 팽창될 수 있다.
Specifically, the preformed helical gear 12 may be expanded to the upper portion by pressing the punch part 60, but may be expanded to the left and right by preventing the upper expansion by the upper die 40 pressurizing the upper portion.

상기 헬리컬치형 형성공정(S32)은 상기 하부 다이(50)의 내측에 구비된 헬리컬치형 형성부(52)로 상기 예비성형 헬리컬기어(12)를 가압하여 상기 예비성형 헬리컬기어(12)의 외주면에 헬리컬 치형을 형성하는 공정이다.The helical tooth forming step (S32) is to press the pre-formed helical gear 12 with the helical tooth-formed portion 52 provided inside the lower die 50 to the outer peripheral surface of the pre-formed helical gear 12 It is a process of forming helical teeth.

구체적으로, 상기 펀치부(60)의 가압으로 좌우로 팽창되는 예비성형 헬리컬기어(12)는 상기 하부 다이(50)의 좌우 끝단에 형성된 헬리컬치형 형성부(52)와 접하게 되며, 상기 예비성형 헬리컬기어(12)의 지속적인 팽창에 따라 상기 헬리컬치형 형성부(52)가 예비성형 헬리컬기어(12)의 외주면을 압입함으로써 도 11b에 도시된 바와 같이, 나선형의 헬리컬 치형을 형성할 수 있다.
Specifically, the preformed helical gear 12 which expands from side to side due to the pressing of the punch part 60 is in contact with the helical tooth forming portion 52 formed at the left and right ends of the lower die 50, and the preformed helical As the gear 12 continuously expands, the helical tooth forming portion 52 presses the outer circumferential surface of the preformed helical gear 12 to form a helical helical tooth as shown in FIG. 11B.

한편, 상기 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계(S30)는 상기 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계(S20)와 동일하게 상부 다이(40)와 하부 다이(50)가 폐쇠되며, 상기 펀치부(60)를 밀어 올리는 하부 가압방식을 적용함으로써 겹침이나 버(burr) 발생이 줄어들 수 있다.Meanwhile, in the hot tooth forging step S30, the upper die 40 and the lower die 50 are closed in the same manner as in the hot closed forging step S20, and the punch is performed. By applying the lower pressing method of pushing up the part 60, overlapping or burr generation can be reduced.

또한, 상기 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계(S30)는 상기 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계(S10) 및 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계(S20)와 동일하게 열을 가하여 상기 예비성형 헬리컬기어(12)와 상부 다이(40) 및 하부 다이(50)를 일정 온도로 유지시키면서 상기 예비성형 헬리컬기어(12)에 헬리컬 치형을 형성할 수 있다.In addition, the hot tooth forging step (S30) is the preforming by applying heat in the same manner as the hot upsetting step (S10) and hot closed forging step (S20) A helical tooth may be formed in the preformed helical gear 12 while maintaining the helical gear 12, the upper die 40, and the lower die 50 at a constant temperature.

이때, 상기 예비성형 헬리컬기어(12)의 온도는 1100℃일 수 있고, 상기 상부 다이(40)와 하부 다이(50)의 온도는 300℃일 수 있다.
In this case, the temperature of the preformed helical gear 12 may be 1100 ° C, and the temperatures of the upper die 40 and the lower die 50 may be 300 ° C.

상기 냉간 사이징(Cold Sizing) 단계(S40)는 상기 헬리컬 치형이 형성된 예비성형 헬리컬기어의 하면을 가열없이 상기 펀치부로 무회전 가압하여 헬리컬기어를 형성하는 단계이다.
The cold sizing step (S40) is a step of forming a helical gear by rotationlessly pressing the lower surface of the preformed helical gear on which the helical teeth are formed to the punch unit without heating.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 냉간 사이징(Cold Sizing) 단계의 일 블록도이다.
8 is a block diagram of a cold sizing step of a precision forging method of a helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention.

상기 냉간 사이징(Cold Sizing) 단계(S40)는 도 8에 도시된 바와 같이, 냉간 유지공정(S41) 및 냉간 가압공정(S42)을 포함한다.
As illustrated in FIG. 8, the cold sizing step S40 includes a cold holding step S41 and a cold pressing step S42.

도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법 중 냉간 사이징(Cold Sizing) 단계를 나타내는 개념도이고, 도 12b는 헬리컬기어를 나타내는 도이다.
12A is a conceptual diagram illustrating a cold sizing step in a precision forging method of a helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12B is a diagram illustrating a helical gear.

상기 냉간 유지공정(S41)은 도 12a에 도시된 바와 같이, 상기 헬리컬 치형이 형성된 예비성형 헬리컬기어(12)를 가열함이 없이 일정 상태로 유지시키는 공정이다.
As shown in FIG. 12A, the cold holding step S41 is a step of maintaining the preformed helical gear 12 in which the helical teeth are formed without heating.

상기 냉간 가압공정(S42)은 상기 예비성형 헬리컬기어(12)의 하면을 상기 펀치부(60)로 일정 속도로 회전없이 가압하여 도 12b에 도시된 바와 같은 헬리컬기어(13)를 형성하는 공정이다.
The cold pressing step S42 is a step of forming the helical gear 13 as shown in FIG. 12B by pressing the lower surface of the preformed helical gear 12 to the punch unit 60 without rotation at a constant speed. .

상기 냉간 사이징(Cold Sizing) 단계(S40)는 열처리한 예비성형 헬리컬기어(12)와 상부 다이(40) 및 하부 다이(50)를 가열하지 않으면서 무회전 하부 가압 방식으로 치형을 형성함으로써 열간 치형 성형한 예비성형 헬리컬기어(12)의 치수 정밀도와 가공 경화에 의한 기계적 성질을 향상시킬 수 있다.
The cold sizing step (S40) is a hot tooth by forming a tooth in a rotationless lower pressurized manner without heating the preformed helical gear 12, the upper die 40, and the lower die 50, which have been heat-treated. The dimensional accuracy of the molded preformed helical gear 12 and the mechanical properties due to work hardening can be improved.

상술한 바와 같이, 헬리컬기어를 제조함에 있어서 본 발명에 따른 무회전 정밀 단조 방법을 적용하게 되면 절삭 방법에 비해 원가 절감의 효과가 있으며, 절삭품보다 피로 특성이 향상되어 제품의 성능이 향상될 수 있다.
As described above, in the manufacture of the helical gear, applying the non-rotating precision forging method according to the present invention has the effect of reducing the cost compared to the cutting method, and can improve the performance of the product by improving the fatigue characteristics than the cutting products. have.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조장치를 상세히 설명한다.
Hereinafter, a detailed forging device of a helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조장치의 일 구성도이다.
1 is a configuration diagram of a precision forging device of a helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 빌렛(100)과, 다이부(200)와, 상부 금형(300) 및 하부 금형(400)을 포함한다.
As shown in FIG. 1, a precision forging device of a helical gear for an automobile transmission according to an exemplary embodiment of the present invention includes a billet 100, a die part 200, an upper mold 300, and a lower mold 400. It includes.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조장치를 이용한 헬리컬 기어의 성형과정을 나타내는 도이다.
3A to 3D are views illustrating a process of forming a helical gear using a precision forging device of a helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention.

상기 빌렛(100)은 헬리컬기어를 성형하기 위한 소재로, 원기둥 형상으로 이루어지거나, 원기둥 형상을 상부에서 가압하여 도 3a에 도시된 바와 같이, 상부 직경이 하부 직경보다 큰 형상으로 이루어질 수 있다.
The billet 100 is a material for forming a helical gear, and may be formed in a cylindrical shape, or may be formed in a shape in which the upper diameter is larger than the lower diameter as shown in FIG.

상기 다이부(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 홈 형상으로 이루어지되 상기 빌렛(100)이 안착되는 빌렛 홀더(210)를 포함하며 상기 하부 금형(400)의 내부에 구비된다.As shown in FIG. 1, the die part 200 includes a billet holder 210 having a groove shape, on which the billet 100 is seated, and provided in the lower mold 400.

구체적으로, 상기 빌렛 홀더(210)는 원통 형상으로 이루어지며 몸체 형성부(211)와, 머리 형성부(212) 및 헬리컬치형 형성부(213)를 포함한다.Specifically, the billet holder 210 has a cylindrical shape and includes a body forming portion 211, a head forming portion 212, and a helical tooth forming portion 213.

상기 몸체 형성부(211)는 상기 빌렛 홀더(210)의 중심에 구비되며 상기 빌렛(100)이 안착되어 헬리컬기어의 몸체를 형성할 수 있다.
The body forming part 211 is provided at the center of the billet holder 210 and the billet 100 may be seated to form a body of the helical gear.

상기 머리 형성부(212)는 상기 몸체 형성부(211)로부터 상부로 단차지게 형성되되 상기 상부 금형(300)과 하부 금형(400)의 무회전 압입으로 상기 빌렛(100)이 좌우로 팽창되어 헬리컬기어의 머리를 형성할 수 있다.
The head forming portion 212 is formed to be stepped from the body forming portion 211 to the top, but the billet 100 is expanded left and right by the rotationless indentation of the upper mold 300 and the lower mold 400 helical Can form the head of the gear.

상기 헬리컬치형 형성부(213)는 상기 빌렛 홀더(210)의 내측, 구체적으로 상기 머리 형성부(211)의 측면에 구비되며, 상기 상부 금형(300)과 하부 금형(400)의 무회전 압입으로 좌우로 팽창되는 빌렛(100)의 외주면에 나선형의 헬리컬 치형을 형성할 수 있다.
The helical tooth-shaped forming portion 213 is provided on the inside of the billet holder 210, specifically, the side of the head forming portion 211, by the non-rotational indentation of the upper mold 300 and the lower mold 400 A spiral helical tooth may be formed on the outer circumferential surface of the billet 100 that is expanded left and right.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조장치 중 상부 금형을 나타내는 도이다.
Figure 2a is a view showing an upper mold of the precision forging device of the helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention.

상기 상부 금형(300)은 도 1 및 도 2a에 도시된 바와 같이, 하면에 제 1펀치부(310)가 구비될 수 있다.As illustrated in FIGS. 1 and 2A, the upper mold 300 may include a first punch part 310 disposed on a lower surface thereof.

상기 제 1펀치부(310)는 수직 하방으로 상기 빌렛(100)을 회전없이 압입하여 상기 빌렛(100)을 하부로 팽창시킬 수 있다.The first punch part 310 may inflate the billet 100 downwardly in a vertical direction to inflate the billet 100 downward.

따라서, 상기 빌렛(100)은 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1펀치부(310)의 압입으로 상부에 상기 제 1펀치부(310)와 대응하는 형상의 제 1오목부(110)가 형성될 수 있다.
Accordingly, as shown in FIG. 3B, the billet 100 has a first recess 110 having a shape corresponding to the first punch part 310 at the top by press-in of the first punch part 310. Can be formed.

한편, 상기 상부 금형(300)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 1펀치부(310)와 동심원을 이루며 일정간격 이격되어 구비되는 제 1돌출부(320)를 포함할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, the upper mold 300 may include a first protrusion 320 which is formed concentrically with the first punch part 310 and spaced apart from each other by a predetermined interval.

따라서, 상기 상부 금형(300)을 상기 빌렛(100)에 가압하는 경우, 상기 빌렛(100)은 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1돌출부(320)와 대응하는 형상의 제 1함몰부(130)가 상기 제 1오목부(110)와 일정간격 이격되어 형성될 수 있다.
Accordingly, when the upper mold 300 is pressed against the billet 100, the billet 100 may have a first recessed part (ie, a shape corresponding to the first protrusion 320) as illustrated in FIG. 3B. 130 may be formed to be spaced apart from the first recess 110 by a predetermined interval.

도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조장치 중 하부 금형을 나타내는 도이다.
Figure 2b is a view showing a lower mold of the precision forging device of the helical gear for a vehicle transmission according to an embodiment of the present invention.

상기 하부 금형(400)은 도 1 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 다이부(200)를 포함하며, 상기 다이부(200)의 빌렛 홀더(210)에 안착된 빌렛(100)을 하부에서 무회전 압입하는 제 2펀치부(410)가 구비될 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 2B, the lower mold 400 includes the die portion 200, and the billet 100 seated on the billet holder 210 of the die portion 200 is disposed below. The second punch part 410 may be provided to rotate freely.

상기 제 2펀치부(410)는 수직 상방으로 상기 빌렛(100)을 회전없이 압입하여 상기 빌렛(100)을 좌우로 팽창시킬 수 있다.The second punch part 410 may inflate the billet 100 vertically upwards without rotation to expand the billet 100 from side to side.

따라서, 상기 빌렛(100)은 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 제 2펀치부(410)의 압입으로 하부에 상기 제 2펀치부(410)와 대응하는 형상의 제 2오목부(120)가 형성될 수 있다.
Accordingly, as shown in FIG. 3B, the billet 100 has a second recess 120 having a shape corresponding to the second punch part 410 at the lower portion by press-fitting the second punch part 410. Can be formed.

한편, 상기 빌렛 홀더(210)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 2펀치부(410)와 동심원을 이루며 일정간격 이격되어 구비되되 상기 제 1돌출부(320)와 수직 대응하는 위치에 구비되는 제 2돌출부(420)를 포함할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, the billet holder 210 is provided at a position corresponding to the first protrusion 320 in a vertical direction while being spaced apart at regular intervals in a concentric manner with the second punch part 410. It may include a second protrusion 420.

따라서, 상기 빌렛(100)은 도 3b에 도시된 바와 같이, 하부에 상기 제 2돌출부(420)와 대응하는 형상의 제 2함몰부(140)가 상기 제 2오목부(120)와 일정간격 이격되어 형성될 수 있다.
Thus, as shown in FIG. 3B, the billet 100 is spaced apart from the second recess 120 by a second recess 140 having a shape corresponding to the second protrusion 420. Can be formed.

한편, 상기 빌렛(100)은 도 3c 및 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 상부 금형(300)과 하부 금형(400)의 무회전 압입으로 좌우로 점점 팽창되어 상기 빌렛 홀더(210)의 머리 형성부(212)에 구비된 헬리컬치형 형성부(213)와 접하게 되고, 이후, 상기 헬리컬치형 형성부(213)의 압입으로 외주면에 헬리컬 치형이 형성됨으로써 헬리컬기어를 성형할 수 있다.
Meanwhile, as shown in FIGS. 3C and 3D, the billet 100 is gradually expanded from side to side by non-rotational indentation of the upper mold 300 and the lower mold 400 to form the head of the billet holder 210. The helical tooth shape forming part 213 provided in the part 212 is in contact with the helical tooth shape, and the helical gear shape is formed on the outer circumferential surface by press-fitting the helical tooth shape forming part 213.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 상부 금형(300)과 하부 금형(400)을 모두 회전시키지 않으면서 상기 빌렛(100)에 헬리컬기어 치형을 성형할 수 있으므로, 상부 금형이나 하부 금형을 회전시키며 헬리컬기어를 제조하는 종래의 베어링이 사용된 금형보다 금형 제작이 단순하며 금형 교체 및 수명에 있어서도 높은 내구성을 가질 수 있다.
As described above, since the helical gear teeth can be formed in the billet 100 without rotating both the upper mold 300 and the lower mold 400, the helical is rotated by rotating the upper mold or the lower mold. Mold manufacturing is simpler than a mold in which a conventional bearing for manufacturing a gear is used and may have high durability in mold replacement and life.

이상과 같이 본 발명에 따른 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
As described above with reference to the drawings illustrating a precise forging method of a helical gear for a vehicle transmission according to the present invention, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, the technical spirit of the present invention Of course, various modifications may be made by those skilled in the art within the scope.

11:예비성형 빌렛 12:예비성형 헬리컬기어
13:헬리컬기어 31:안착부
40:상부 다이 50:하부 다이
51:오목부 60:펀치부
10,100:빌렛 110:제 1오목부
120:제 2오목부 130:제 1함몰부
140:제 2함몰부 200:다이부
210:빌렛 홀더 211:몸체 형성부
212:머리 형성부 52,213:헬리컬치형 형성부
20,300:상부 금형 310:제 1펀치부
320:제 1돌출부 30,400:하부 금형
410:제 2펀치부 420:제 2돌출부
S10:열간 업셉(Hot Upsetting) 단계
S11:빌렛 안착공정
S12:예비성형 빌렛 형성공정
S20:열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계
S21:예비성형 빌렛 안착공정
S22:예비성형 헬리컬기어 형성공정
S30:열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계
S31:예비성형 헬리컬기어 팽창공정
S32:헬리컬치형 형성공정
S40:냉간 사이징(Cold Sizing) 단계
S41:냉간 유지공정
S42:냉간 가압공정11: Pre-formed billet 12: Pre-formed helical gear
13: Helical Gear 31: Seat
40: upper die 50: lower die
51: recessed part 60: punch part
10,100: Billet 110: The first recess
120: second recessed portion 130: first recessed portion
140: second recess 200: die
210: billet holder 211: body formation
212: head forming part 52,213: helical tooth type forming part
20,300: Upper mold 310: First punch portion
320: first protrusion 30,400: lower mold
410: second punch portion 420: second projection portion
S10: Hot Upsetting Step
S11: Billet Seating Process
S12: preforming billet forming process
S20: Hot Closed Forging Step
S21: Preforming Billet Settling Process
S22: Preforming Helical Gear Forming Process
S30: Hot Tooth Shape Forging Step
S31: preformed helical gear expansion process
S32: Helical Tooth Forming Process
S40: Cold Sizing Step
S41: cold holding process
S42: cold pressurization process

Claims (9)

하부 금형에 원통형 빌렛을 안착시키고 상기 빌렛의 상면을 상부 금형으로 가압하여 예비성형 빌렛을 형성하는 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계;
하부 다이에 상기 예비성형 빌렛을 안착시키고 상기 예비성형 빌렛의 상면을 상부 다이로 무회전 가압하여 예비성형 헬리컬기어를 형성하는 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계;
상기 예비성형 헬리컬기어의 하면을 펀치부로 무회전 가압하여 상기 예비성형 헬리컬기어의 외주면에 나선형의 헬리컬 치형을 형성하는 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계; 및
상기 헬리컬 치형이 형성된 예비성형 헬리컬기어의 하면을 가열없이 상기 펀치부로 무회전 가압하여 헬리컬기어를 형성하는 냉간 사이징(Cold Sizing) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법.
A hot upsetting step of seating a cylindrical billet on a lower mold and pressing the upper surface of the billet with an upper mold to form a preformed billet;
A hot closed forging step of seating the preformed billet on a lower die and rotationally pressing the upper surface of the preformed billet to the upper die to form a preformed helical gear;
A hot tooth forging step of forming a spiral helical tooth on an outer circumferential surface of the preformed helical gear by rotationally pressing the lower surface of the preformed helical gear with a punch portion; And
And a cold sizing step of forming a helical gear by rotationally pressing the lower surface of the preformed helical gear having the helical tooth formed without heating to the punch unit.
제 1항에 있어서,
상기 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계는,
상기 하부 금형의 중심부에 형성된 안착부에 상기 빌렛을 안착시키는 빌렛 안착공정; 및
상기 상부 금형으로 상기 빌렛의 상면을 일정 속도로 가압하여 예비성형 빌렛을 형성하는 예비성형 빌렛 형성공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법.
The method of claim 1,
The hot upsetting step,
A billet seating step of seating the billet on a seating portion formed at the center of the lower mold; And
And a preforming billet forming step of forming a preformed billet by pressing the upper surface of the billet at a predetermined speed with the upper mold.
제 2항에 있어서,
상기 열간 업셉(Hot Upsetting) 단계는,
상기 빌렛과 상부 금형 및 하부 금형을 일정 온도로 유지시키며 상기 예비성형 빌렛을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법.
The method of claim 2,
The hot upsetting step,
Precise forging method of the helical gear for an automobile transmission, characterized in that to form the pre-formed billet while maintaining the billet, the upper mold and the lower mold at a constant temperature.
제 2항에 있어서,
상기 상부 금형은 평판 플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법.
The method of claim 2,
The upper mold is a precision forging method of the helical gear for a vehicle transmission, characterized in that consisting of a flat plate.
제 1항에 있어서,
상기 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계는,
상기 하부 다이의 중심부에 형성된 오목부에 상기 예비성형 빌렛을 안착시키는 예비성형 빌렛 안착공정; 및
상기 상부 다이로 하부 다이를 밀폐시킴과 동시에 상기 예비성형 빌렛의 상면을 일정 속도로 무회전 가압하여 머리부와 몸체부가 구비된 예비성형 헬리컬기어를 형성하는 예비성형 헬리컬기어 형성공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법.
The method of claim 1,
The hot closed forging step,
A preformed billet seating step of seating the preformed billet on a recess formed in the center of the lower die; And
And a preforming helical gear forming process of sealing the lower die with the upper die and simultaneously rotating the upper surface of the preform billet at a constant speed to form a preformed helical gear having a head and a body. Forging method of helical gear for automobile transmission.
제 5항에 있어서,
상기 열간 폐쇠 단조(Hot Closed Forging) 단계는,
상기 예비성형 빌렛과 상부 다이 및 하부 다이를 일정 온도로 유지시키며 상기 예비성형 헬리컬기어를 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법.
6. The method of claim 5,
The hot closed forging step,
And maintaining the preformed billet, the upper die and the lower die at a constant temperature to form the preformed helical gear.
제 1항에 있어서,
상기 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계는,
상기 펀치부로 상기 예비성형 헬리컬기어의 하면을 일정 속도로 무회전 가압하여 상기 예비성형 헬리컬기어를 좌우로 팽창시키는 예비성형 헬리컬기어 팽창공정; 및
상기 하부 다이의 내측에 구비된 헬리컬치형 형성부로 상기 예비성형 헬리컬기어를 가압하여 상기 예비성형 헬리컬기어의 외주면에 헬리컬치형을 형성하는 헬리컬치형 형성공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법.
The method of claim 1,
The hot tooth shape forging step,
A preformed helical gear expansion step of expanding the preformed helical gear from side to side by rotationlessly pressing the lower surface of the preformed helical gear with the punch portion at a constant speed; And
The helical tooth type forming process includes forming a helical tooth type on an outer circumferential surface of the preformed helical gear by pressing the preformed helical gear with a helical tooth forming part provided inside the lower die. Precision forging method.
제 7항에 있어서,
상기 열간 치형 단조(Hot Tooth Shape Forging) 단계는,
상기 예비성형 헬리컬기어와 상부 다이 및 하부 다이를 일정 온도로 유지시키며 상기 예비성형 헬리컬기어에 헬리컬치형을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법.
The method of claim 7, wherein
The hot tooth shape forging step,
A method of precision forging of a helical gear for an automobile transmission, wherein the preformed helical gear, the upper die and the lower die are maintained at a predetermined temperature, and a helical tooth is formed in the preformed helical gear.
제 1항에 있어서,
상기 냉간 사이징(Cold Sizing) 단계는,
상기 헬리컬 치형이 형성된 예비성형 헬리컬기어를 가열함이 없이 일정 상태로 유지시키는 냉간 유지공정; 및
상기 예비성형 헬리컬기어의 하면을 상기 펀치부로 일정 속도로 무회전 가압하여 치수 정밀도와 기계적 성질이 향상된 헬리컬기어를 형성하는 냉간 가압공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기용 헬리컬기어의 정밀단조방법.
The method of claim 1,
The cold sizing step (Cold Sizing) step,
A cold holding step of maintaining the helical teeth in which the helical teeth are formed in a predetermined state without heating; And
And a cold pressurizing step of forming a helical gear with improved dimensional accuracy and mechanical properties by rotating the pressurized surface of the preformed helical gear at a predetermined speed without rotation by the punch portion.
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