KR101372669B1 - 단조를 이용한 가이드핀 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단조를 이용한 가이드핀 성형 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 가이드핀 부품의 생산금형 구조 변경과 성형 방법의 개선을 통해 재료비와 가공비를 절감할 수 있도록 할 목적으로, 일정한 직경을 가진 환봉 소재를 소정의 길이로 절단하여 모재(10)를 제조하는 소재절단 단계(S1)와; 단조 금형을 이용하여 상기 모재(10)의 일측 단부 중앙을 내측으로 함몰시켜서 요홈(13)을 형성하는 1차 단조 단계(S2)와; 단조 금형을 이용하여 요홈(13)이 형성된 부분을 중심 방향으로 가압하여 경사진 가이드면(12)이 형성되도록 가압하고, 상기 모재(10)에서 요홈(13)이 형성된 반대측 단부 가장자리가 외측으로 돌출되도록 가압하여 플랜지(11)를 형성하는 2차 단조 단계(S3); 및 NC(Numerical Control) 가공기를 이용하여 상기 가이드면(12)이 형성된 부분의 끝단을 돔 형태로 절삭하는 커팅 단계(S4);를 포함하는 단조를 이용한 가이드핀 성형 방법에 제공된다.

Description

단조를 이용한 가이드핀 성형방법{Forming method for guide pin using forging}

본 발명은 단조를 이용한 가이드핀 성형방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 주로 자동차에 사용되는 가이드핀 부품의 생산금형 구조 변경을 통해 재료비와 가공비를 절감할 수 있도록 하는 단조를 이용한 가이드핀 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 사용되는 부품은 수만가지가 있으며, 그 중 단조부품의 경우 상대부품과의 조립을 원활하게 하기 위하여 상대 위치를 서로 맞추기 위해 안내하는 기능을 가진 가이드핀이 다수 곳에 적용되고 있다.

일 예로 도 1은 종래 기술의 가이드핀 성형방법을 보인 공정도 및 블록도이다.

도 1과 같이 종래 가이드핀을 성형하는 방법은, 일정한 직경을 가진 환봉 소재를 소정의 길이로 절단하여 모재(10)를 제조하는 소재절단 단계와, 단조 금형을 이용하여 상기 모재(10)의 일측 단부 가장자리가 외측으로 돌출되도록 가압하여 플랜지(11)를 성형하는 단조 단계와, NC(Numerical Control) 가공기를 이용하여 상기 모재(10)에서 플랜지(11)가 성형된 반대측에 경사진 가이드면(12)이 형성되도록 절삭하는 커팅 단계를 통해 가이드핀이 완성된다.

이렇게 제조된 가이드핀은 일측에 형성된 플랜지(11)를 통해 상호 결합되는 부품 중 어느 한쪽의 부품에 고정되고, 플랜지(11)로부터 돌출된 모재(10)가 상대 부품에 형성된 홀에 끼워질 때 경사진 가이드면(12)을 통해 정확한 위치로 안내되어 상호 원활하게 결합될 수 있다.

그러나 종래 기술의 경우 상기 커팅 단계에서 절삭되는 부분(도 1에서 빗금 부분)의 부피가 크므로 그만큼 NC 가공기를 이용하여 절삭하는 가공시간이 많이 소요될 뿐 아니라 버려지는 양이 과다하여 재료비 손실(loss)이 크다는 문제점이 있다.

상기의 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 가이드핀 부품의 생산금형 구조 변경과 성형 방법의 개선을 통해 재료비와 가공비를 절감할 수 있도록 하는 단조를 이용한 가이드핀 성형방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일정한 직경을 가진 환봉 소재를 소정의 길이로 절단하여 모재를 제조하는 소재절단 단계와; 단조 금형을 이용하여 상기 모재의 일측 단부 중앙을 내측으로 함몰시켜서 요홈을 형성하는 1차 단조 단계와; 단조 금형을 이용하여 요홈이 형성된 부분을 중심 방향으로 가압하여 경사진 가이드면이 형성되도록 가압하고, 상기 모재에서 요홈이 형성된 반대측 단부 가장자리가 외측으로 돌출되도록 가압하여 플랜지를 형성하는 2차 단조 단계; NC(Numerical Control) 가공기를 이용하여 상기 가이드면(12)이 형성된 부분의 끝단을 돔 형태로 절삭하는 커팅 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 2차 단조 단계에서 가이드면을 형성하는 공정 및 플랜지를 형성하는 공정은 한 벌의 단조 금형을 통해 동시에 수행하거나, 서로 다른 단조 금형을 통해 개별적으로 수행할 수 있다.

본 발명에 의하면, 단조 금형 구조를 개선하는 동시에 그 성형 공정을 개선함으로써 종래 기술에 비해 상대적으로 모재의 길이가 짧은 것을 사용할 수 있으므로 동일한 길이의 환봉 소재를 통해 더 많은 양의 가이드핀을 제조할 수 있고, 또한 NC 가공기를 이용하여 절삭하는 부분의 부피가 종래 기술에 비해 상대적으로 대폭 감소하여 커팅 단계에서의 가공 시간을 단축시킴으로써 대량 생산이 가능할 뿐 아니라, 재료 손실이 적으므로, 그만큼 가공비와 재료비를 절약할 수 있게 되어 생산성이 향상되는 등의 이점이 있다.

도 1은 종래 기술의 가이드핀 성형방법을 보인 공정도 및 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 단조를 이용한 가이드핀 성형방법을 보인 공정도 및 블록도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 본 발명의 바람직한 형태의 구조를 도 2에 예시하고 이에 기하여 본 발명을 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 예시된 형태만으로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위는 예시된 형태의 통상적인 변경이나 균등물 내지 대체물까지 포함한다.

또한, 본 발명의 이해와 개선점을 부각시키기 위하여 도 1의 종래 기술을 함께 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 단조를 이용한 가이드핀 성형방법을 보인 공정도 및 블록도이다.

도 2를 참조하는 바와 같이, 본 발명에 따른 단조를 이용한 가이드핀 성형 방법은, 소재절단 단계(S1), 1차 단조 단계(S2), 2차 단조 단계(S3)를 포함하며, 또한 부가적으로 커팅 단계(S4)를 더 포함할 수 있다.

상기 소재절단 단계(S1)는, 금속봉의 커팅 기계를 이용하여 일정한 직경을 가진 환봉 소재를 소정의 길이로 절단하여 환봉 형태의 모재(10)를 제조하는 공정이다.

여기서 본 발명은 종래 기술과 같이 커팅 단계를 통해 경사면(12)을 형성하지 않고 후술하는 1차 단조 단계(S2) 및 2차 단조 단계(S2)만을 통해서도 가이드 기능을 가진 핀을 제조할 수 있기 때문에 상대적으로 모재(10)의 길이를 짧게 하는 것이 가능하다. 예시적으로 총 길이가 32.5mm인 가이드핀 완성품을 제조한다고 가정했을 때 종래 기술에서는 35mm의 모재(10)가 요구되는 반면에, 본 발명에서는 30mm인 모재(10)를 준비할 수 있게 되어 동일 길이의 환봉에서 더 많은 양의 모재(10)를 사용할 수 있다.

상기 1차 단조 단계(S2)는, 단조 금형을 이용하여 상기 모재(10)의 일측 단부 중앙을 내측으로 함몰시켜서 요홈(13)을 형성하는 공정이다.

1차 단조 단계(S2)에서 사용되는 단조 금형은 상기 모재(10)의 외측 면이 변형되지 않도록 감싸는 부분과, 모재(10)의 일측 단부 중심부분을 타격하거나 눌러서 상기 요홈(13)을 성형하도록 하는 돌출부를 포함하는데, 이러한 형단조(型鍛造)의 금형은 피가공물의 가공 형상에 따라 적절하게 제조할 수 있으므로 단조 금형에 대한 예시 및 상세한 설명은 생략한다.

1차 단조 단계(S2)를 수행하면, 상기 요홈(13)이 형성되기 위해 모재가 눌러지는 만큼에 비례하여 모재(10)의 전체 길이가 늘어나는데, 예를 들어 직경이 13.5mm이고 길이가 30mm인 모재(10) 일측에 내경이 9mm이고 깊이가 13mm인 요홈(13)을 형성하는 경우 전체 길이는 35mm로 증가하므로 최종적으로 전체 길이가 32.5mm의 가이드핀 성형이 가능하다.

상기 2차 단조 단계(S3)는, 단조 금형을 이용하여 요홈(13)이 형성된 부분을 중심 방향으로 가압하여 경사진 가이드면(12)이 형성되도록 가압하고, 상기 모재(10)에서 요홈(13)이 형성된 반대측 단부 가장자리가 외측으로 돌출되도록 가압하여 플랜지(11)를 형성하는 공정이다.

2차 단조 단계(S3)에서 사용되는 단조 금형은 상기 요홈(13)의 둘레 부분을 타격하거나 눌러서 경사면(12)을 형성하기 위해 경사면(12)과 대응하는 형태로 원추형의 홈이 형성된 부분과, 상기 플랜지(11)를 성형하기 위해 상기 모재(10)의 단부를 눌러서 가압하는 해머 부분을 포함하는데, 이러한 형단조(型鍛造)의 금형은 피가공물의 가공 형상에 따라 적절하게 제조할 수 있으므로 단조 금형에 대한 예시 및 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 2차 단조 단계(S3)에서 가이드면(12)을 형성하는 단조 공정 및 플랜지(11)를 형성하는 단조 공정은 한 벌의 단조 금형을 통해 동시에 수행할 수도 있고, 또한 서로 다른 단조 금형, 즉 가이드면(12)을 형성하는 단조 금형과 플랜지(11)를 형성하는 단조 금형을 각각 별개로 제작하여 개별적으로 성형할 수도 있다.

이와 같이 제조된 가이드핀은 직접 가이드 기능을 수행할 수 있으나, 단부가 라운드 처리되는 것이 바람직하므로, 본 발명은 커팅 단계(S4)를 더 포함할 수 있다.

상기 커팅 단계(S4)는, NC(Numerical Control) 가공기를 이용하여 상기 가이드면(12)이 형성된 부분의 끝단을 돔 형태로 절삭하는 공정이다.

NC 가공은 절삭 공구를 컴퓨터의 수치 제어를 통해 움직여서 정밀한 가공을 할 수 있게 하는 것으로, 상기 2차 단조 단계(S3)에 의해 형성된 가이드면(12)의 끝 부분을 라운드 형태로 커팅하여 가이드핀을 완성할 수 있다.

종래 기술에서 커팅 단계시 많은 부분을 절삭함에 따라 재료 손실이 큰 반면에, 본 발명의 커팅 단계는 상대적으로 소량의 재료만 절삭하기 때문에 재료 손실이 감소하여 가공 시간을 단축함과 동시에 재료비를 절감할 수 있다.

이와 같이 상술한 설명은 본 발명의 기술 사상을 보인 한정된 실시 예에 따라 설명하였으나, 본 발명은 특정의 실시 예나 수치에 한정되지 아니하며, 실시 예들의 구성요소 일부를 변경, 혼합하는 등, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능하고, 그러한 변형 실시는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

10... 모재
11... 플랜지
12... 가이드면
13... 요홈

Claims (3)

1. 일정한 직경을 가진 환봉 소재를 소정의 길이로 절단하여 모재(10)를 제조하는 소재절단 단계(S1)와;
   단조 금형을 이용하여 상기 모재(10)의 일측 단부 중앙을 내측으로 함몰시켜서 요홈(13)을 형성하는 1차 단조 단계(S2)와;
   단조 금형을 이용하여 요홈(13)이 형성된 부분을 중심 방향으로 가압하여 경사진 가이드면(12)이 형성되도록 가압하고, 상기 모재(10)에서 요홈(13)이 형성된 반대측 단부 가장자리가 외측으로 돌출되도록 가압하여 플랜지(11)를 형성하는 2차 단조 단계(S3)와;
   NC(Numerical Control) 가공기를 이용하여 상기 가이드면(12)이 형성된 부분의 끝단을 돔 형태로 절삭하는 커팅 단계(S4);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 단조를 이용한 가이드핀 성형 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 2차 단조 단계는, 가이드면(12)을 형성하는 공정 및 플랜지(11)를 형성하는 공정을 한 벌의 단조 금형을 통해 동시에 수행하거나, 서로 다른 단조 금형을 통해 개별적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 단조를 이용한 가이드핀 성형 방법.
   
3. 삭제

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