KR101156043B1 - 판재성형공법에 의한 블라인드 너트 제조방법 - Google Patents

판재성형공법에 의한 블라인드 너트 제조방법 Download PDF

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Abstract

판재성형공법에 의한 블라인드 너트 제조방법이 개시된다. 본 발명의 판재성형공법에 의한 블라인드 너트 제조방법은, 판재를 다단 프레스 가공하여 블라인드 너트를 제조하는 방법이다. 본 발명에 의하면, 판재를 다단 프레스 가공하여 제조함으로써, 종래에 비해 전체 제조비용을 감소시킬 뿐만 아니라 생산성을 향상시켜 다량 제품을 연속적으로 제조할 수 있으며, 블라인트 너트의 치수 정밀도를 향상시켜 보다 정밀한 치수를 갖는 블라인드 너트를 제조할 수 있다.

Description

판재성형공법에 의한 블라인드 너트 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING BLIND NUT USING PLATE FORMING METHOD}
본 발명은, 판재성형공법에 의한 블라인드 너트 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 판재를 다단 프레스 가공하여 제조함으로써, 종래에 비해 전체 제조비용을 감소시킬 뿐만 아니라 생산성을 향상시켜 다량 제품을 연속적으로 제조할 수 있으며, 제조 완료된 블라인트 너트의 치수 정밀도를 보다 향상시킬 수 있는 판재성형공법에 의한 블라인드 너트 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 블라인드 너트(blind nut)란 결합하고자 하는 물체의 한 측면에서만 접근이 가능한 경우에 이용되는 너트로서, 도 1에 도시한 바와 같이, 블라인드 너트(100)를 모재(200)의 구멍(210)에 삽입한 다음, 전동공구(300)를 이용하여 블라인드 너트(100)를 회전시키게 되면 너트(100)의 플랜지부(110)는 전동공구(300)의 하단(310)에 걸려 고정되고, 너트(100)의 나사부(120)가 당겨지게 되어 그 중 취약부가 외측으로 변형되어 돌기(130)가 형성됨에 따라 블라인드 너트(100)를 모재(200)에 견고하게 고정할 수 있게 된다.
이러한 블라인드 너트는 종래 절삭가공이나 단조가공에 의하여 제조되고 있으므로 절삭가공의 특성상 절삭성이 우수한 재료로 한정되고, 절삭에 의한 손실이 크며 대량생산이 곤란한 측면이 있다.
또한, 가공 대상물의 단조성이 우수한 재료로 한정되고, 열간 단조(hot press)의 경우 고온에서 작업하여야 하므로 작업환경이 열악한 문제점이 있으며, 아울러 대용량의 단조기계가 필요하고 대량 생산이 곤란한 측면도 가지고 있다.
본 발명의 목적은, 판재를 다단 프레스 가공하여 제조함으로써, 종래에 비해 전체 제조비용을 감소시킬 뿐만 아니라 생산성을 향상시켜 다량 제품을 연속적으로 제조할 수 있으며, 제조 완료된 블라인트 너트의 치수 정밀도를 보다 향상시킬 수 있는 판재성형공법에 의한 블라인드 너트 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 판재를 다단 프레스 가공하여 블라인드 너트를 제조하는 방법으로서, (a) 냉간압연강판(SPCC)인 판재를 적절한 외경을 갖는 원형으로 가공하는 블랭킹 단계; (b) 상기 블랭킹 단계에서 가공된 판재를 상부가 개방된 원통형 몸체로 형성하기 위해 1차로 드로잉 가공하는 1차 드로잉 단계; (c) 상기 원통형 몸체의 하부를 2차로 드로잉 가공하는 2차 드로잉 단계; (d) 상기 원통형 몸체의 상부 영역의 두께를 감소시키는 소성 가공단계; 및 (e) 상기 원통형 몸체의 하부 영역인 나사부의 저면을 관통시키는 피어싱단계를 포함하며, 상기 (d) 단계는, (d1) 상기 (c) 단계를 거쳐 형성된 2중 직경의 원통형 몸체 중 상대적으로 직경이 큰 상부 영역의 두께를 감소하는 1차 아이어닝 단계; (d2) 상기 (d1) 단계를 통해 감소된 두께를 더욱 감소시키는 2차 아이어닝 단계; 및 (d3) 상기 원통형 몸체의 하부 영역을 드로잉하는 3차 드로잉 단계를 포함하며, 상기 1차 아이어닝 단계는, 상기 원통형 몸체의 전체 영역이 아니라 상기 상부 영역의 두께(벽두께)만을 감소시키는 단계이며, 상기 2차 아이어닝 단계는, 상기 1차 아이어닝 단계를 반복하여 상기 원통형 몸체의 상부 영역의 두께를 더욱 감소시켜 최종적으로 원하는 벽두께를 형성하는 단계이며, 상기 3차 드로잉 단계는, 상기 1차 아이어닝 단계 및 상기 2차 아이어닝 단계를 거쳐 미리 결정된 두께로 형성된 상기 원통형 몸체의 하부 영역을 드로잉 가공하여 외경을 동일하게 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 판재성형공법에 의한 블라인드 너트 제조방법에 의해서 달성된다.
본 발명에 따른 판재성형공법에 의한 블라인드 너트 제조방법 및 이를 통해 제조된 블라인드 너트에 따르면 다음과 같은 기술적 효과가 있다.
첫째, 판재를 다단 프레스 가공하여 제조함으로써, 종래에 비해 전체 제조비용을 감소시킬 뿐만 아니라 생산성을 향상시켜 다량 제품을 연속적으로 제조할 수 있다.
둘째, 블라인트 너트의 치수 정밀도를 향상시켜 보다 정밀한 치수를 갖는 블라인드 너트를 제조할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 일반적으로 블라인드 너트를 사용하는 상태를 순차적으로 나타내는 나타내는 상태도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 판재성형공법에 의한 블라인드 너트 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 블랭킹 단계와 1차 드로잉 단계를 나타내는 공정도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 2차 드로잉 단계를 나타내는 공정도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 1차 아이어닝 단계를 나타내는 공정도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 2차 아이어닝 단계를 나타내는 공정도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 3차 드로잉 단계를 나타내는 공정도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해될 수 있도록, 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부 도면들을 참조하여 설명된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하며, 각 도면에서 동일한 참조부호(도면부호)는 동일한 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 판재성형공법에 의한 블라인드 너트 제조방법을 나타내는 순서도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 블랭킹 단계와 1차 드로잉 단계를 나타내는 공정도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 2차 드로잉 단계를 나타내는 공정도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 1차 아이어닝 단계를 나타내는 공정도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 2차 아이어닝 단계를 나타내는 공정도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 3차 드로잉 단계를 나타내는 공정도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 판재성형공법에 의한 블라인드 너트 제조방법은 종래에 비해 전체 제조비용을 감소시킬 뿐만 아니라 생산성을 향상시켜 다량 제품을 연속적으로 제조할 수 있는 것으로서, 본 실시예에서는 판재를 다단 프레스 가공하여 블라인드 너트를 제조한다. 또한, 본 발명은 제조 완료된 블라인트 너트의 치수 정밀도를 종래보다 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 이러한 블라인드 너트 제조방법은, (a) 판재(10)를 소정 크기로 절단하는 블랭킹 단계(S100)와, (b) 블랭킹 단계에서 절단된 판재(10)를 상부가 개방된 원통형 몸체(20)로 형성하는 1차 드로잉 단계(S200)와, (c) 원통형 몸체(20)의 하부를 드로잉 가공하는 2차 드로잉 단계(S300)와, (d) 원통형 몸체(20)의 상부 영역의 두께를 감소시키는 소성 가공단계(S400)를 포함한다.
먼저, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 모재(미도시)를 대략 적절한 외경을 갖는 원형으로 블랭킹 가공한다(S100). 여기서 판재(10)는 블랭킹 가공된 상태를 의미하며, 그 두깨는 최종 완성품인 블라인트 너트의 후술하는 나사부(21)를 형성하는 두께와 동일하게 된다. 본 실시예에서, 판재(10)는 냉간압연강판(SPCC)로 적용되며,
다음, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, S100단계를 통해 절단된 판재(10)를 1차 드로잉하여 상부가 개방된 원통형 몸체(20)를 형성한다(S200).
다음, 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 원통형 몸체(20)의 하부를 2차 드로잉 가공한다(S300). S300 단계는 S200단계를 통해 형성된 원통형 몸체(20)를 가공하여 직경이 다른 2단 구조로 형성하는 압출 드로잉 공정이다. 본 실시예에서, S300 단계를 거쳐 형성된 원통형 몸체(20)의 하부 영역 즉, 상대적으로 외경이 작은 영역은 내경에 나사산이 형성될 나사부(21)로 정의된다.
보다 구체적으로, S200단계를 거친 원통형 몸체(20)의 개방된 상단에 펀치(30)를 삽입하고 펀치(30)를 하강하여 고정 다이(41)로 원통형 몸체(20)의 하단을 압입함으로써 원통형 몸체(20)의 하부에 나사부(21)를 형성한다. 도면 참조번호 50은 지지블록을 나타낸다.
다음, 원통형 몸체(20)의 상부 영역의 두께를 감소시키는 소성 가공단계를 거치게 된다(S400).
도 2에 도시한 바와 같이, 이러한 S400단계는, (d1) S300단계를 거쳐 형성된 2중 직경의 원통형 몸체(20) 중 상대적으로 직경이 큰 상부영역의 두께를 감소하는 1차 아이어닝 단계(S410)와, (d2) S410 단계를 거쳐 감소된 두께를 더욱 감소시키는 2차 아이어닝 단계(S420)와, (d3) 원통형 몸체(20)의 하부 영역을 드로잉하는 3차 드로잉 단계(S430)를 포함한다.
먼저, 도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이, 1차 아이어닝(IRONING) 단계에서는 2단 구조를 갖는 원통형 몸체(20)의 두께를 줄이되 상대적으로 큰 직경을 갖는 상부영역의 두께를 감소시킨다(S410). 여기서, 원통형 몸체(20)의 하부영역은 그 내주면에 나사산이 형성되는 나사부(21)이며, 전술한 '두께'라 함은 원주방향을 따라 형성되는 벽두께를 의미한다. 한편, S410단계에서는 원통형 몸체(20)의 전체 영역이 아니라 상부 영역의 두께(벽두께)만 감소시키므로, S410단계에서 사용되는 고정 다이(42)의 내경(d1, 홀 직경)은 S300단계에서 사용되는 고정 다이(41)의 내경(d0, 홀 직경)에 비해 감소하도록 형성된다.
다음, 도 2 및 도 6에 도시한 바와 같이, 실질적으로 S410 단계를 다시 한번 반복하여 원통형 몸체(20)의 상부 영역의 두께를 더욱 감소시켜 최종적으로 원하는 벽두께를 형성하는 2차 아이어닝 공정을 수행한다(S420). 이때, S420단계에서 사용되는 고정 다이(43)의 내경(d2, 홀 직경)은 S410단계에서 사용되는 고정 다이(42)의 내경(d1, 홀 직경)에 비해 감소하도록 형성된다.
이어서, 도 2 및 도 7에 도시한 바와 같이, 원통형 몸체(20)의 하부 영역을 3차 드로잉한다(S430). 이러한 S430 단계는 전술한 1차, 2차 아이어닝 공정을 거쳐 원하는 두께로 형성된 원통형 몸체(20)의 하부 영역을 드로잉 가공하여 외경을 동일하게 형성하는 과정이다. 이때, S430단계에서 사용되는 고정 다이(44)의 내경(d3)은 나사부(21)의 외경과 실질적으로 동일하게 형성되며, 이에 따라 S430단계에서 사용되는 고정 다이(44)의 내경(d3, 홀 직경)은 S420단계에서 사용되는 고정 다이(43)의 내경(d2, 홀 직경)에 비해 감소하도록 형성된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 판재성형공법에 의한 블라인드 너트 제조방법은, 원통형 몸체(20)의 하부 영역 즉, 나사부(21)의 저면을 관통시키는 피어싱단계(S500)를 더 포함한다. 또한, 도면상 도시하지는 않았지만 S500단계를 거친 나사부(21)의 내주면에는 별도의 태핑 머신(미도시)을 통해 나사산이 형성된다. 이러한 나사산은 블라인트 너트를 대상체에 결합하기 위한 결합 건(GUN)의 단부에 나사 결합되며 이러한 기술내용은 당업자에게 자명한 사실이므로 별도의 추가 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에서는, 이후 블라인드 너트에 부착된 기름, 절삭칩, 이물질 등을 제거하고 세정이 완료되면 블라인드 너트의 부식방지 및 강도향상을 위해 필요에 따라 표면 도금 작업 등을 실시할 수 있다.
전술한 바와 같은 공정을 통해 제조된 블라인드 너트는 절삭가공에 의하여 제조되는 제품과 같이 치수조절이 가능하고 체결강도가 우수하면서도 판재성형가공에 의하여 제조되는 제품과 같이 저렴한 비용으로 대량생산이 가능하다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
10: 판재
20: 원통형 몸체
21: 나사부
30: 펀치
d1, d2, d3: 내경
41,42,43,44: 고정 다이

Claims (4)

  1. 판재를 다단 프레스 가공하여 블라인드 너트를 제조하는 방법으로서,
    (a) 냉간압연강판(SPCC)인 판재를 적절한 외경을 갖는 원형으로 가공하는 블랭킹 단계;
    (b) 상기 블랭킹 단계에서 가공된 판재를 상부가 개방된 원통형 몸체로 형성하기 위해 1차로 드로잉 가공하는 1차 드로잉 단계;
    (c) 상기 원통형 몸체의 하부를 2차로 드로잉 가공하는 2차 드로잉 단계;
    (d) 상기 원통형 몸체의 상부 영역의 두께를 감소시키는 소성 가공단계; 및
    (e) 상기 원통형 몸체의 하부 영역인 나사부의 저면을 관통시키는 피어싱단계를 포함하며,
    상기 (d) 단계는,
    (d1) 상기 (c) 단계를 거쳐 형성된 2중 직경의 원통형 몸체 중 상대적으로 직경이 큰 상부 영역의 두께를 감소하는 1차 아이어닝 단계;
    (d2) 상기 (d1) 단계를 통해 감소된 두께를 더욱 감소시키는 2차 아이어닝 단계; 및
    (d3) 상기 원통형 몸체의 하부 영역을 드로잉하는 3차 드로잉 단계를 포함하며,
    상기 1차 아이어닝 단계는, 상기 원통형 몸체의 전체 영역이 아니라 상기 상부 영역의 두께(벽두께)만을 감소시키는 단계이며,
    상기 2차 아이어닝 단계는, 상기 1차 아이어닝 단계를 반복하여 상기 원통형 몸체의 상부 영역의 두께를 더욱 감소시켜 최종적으로 원하는 벽두께를 형성하는 단계이며,
    상기 3차 드로잉 단계는, 상기 1차 아이어닝 단계 및 상기 2차 아이어닝 단계를 거쳐 미리 결정된 두께로 형성된 상기 원통형 몸체의 하부 영역을 드로잉 가공하여 외경을 동일하게 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 판재성형공법에 의한 블라인드 너트 제조방법.
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