KR101446696B1 - 성형 및 미세 블랭킹에 의해 생성되는 3차원 바디에 톱니를형성하는 방법 및 장치 - Google Patents

성형 및 미세 블랭킹에 의해 생성되는 3차원 바디에 톱니를형성하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 성형 및 미세 블랭킹에 의해 생성되는 3차원 바디에 톱니부를 형성하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히, 평면 띠(flat strip)로 제조되는 자동차 시트 구성요소의 부착부에 관한 것이며, 공구 내에서의 성형 및 미세 블랭킹에 의한 상기 평면 띠는 압인 및/또는 돌기 및/또는 굴곡부 및/또는 홈 및/또는 함몰부 및/또는 구멍 및/또는 피벗과 거의 균일한 곡면을 이루는 에지가 바디 내부에 형성된 베이스에 위치되는 단지-형 바디로 형성되며, 추후에 상기 에지 내로 상기 바디의 내면을 향해 방사상 연장하는 톱니부가 형성된다.
본 발명의 목적은 성형 및 미세 블랭킹에 의해 생산되는 단지(pot)-형 바디에 톱니부를 형성하는 방법 및 장치를 향상하는 것으로서, 톱니부의 미세 블랭킹은 상기 톱니부의 동시 증가 치수 정확도를 갖는 힌지 부착부와 같은 동적으로 균형을 이룬 3차원 바디의 경우 경제적으로 적용될 수 있는바, 공정 안전성은 열처리의 중단으로 인해 높아지며, 공구는 보다 컴팩트하게 설계될 수 있다.
이러한 목적은 상기 단지-형 바디의 에지 내의 톱니부가 미세 블랭킹 다이 또는 쉐이빙 장치로 절삭 및 쉐이빙함으로써만 생산되며, 절삭 및 쉐이빙 동안 발달하는 융기부 또는 쉐이빙 칩들이 상기 톱니부에 할당되는 굴곡부 내로 눌리는 것에 의해 달성된다.
성형, 미세 블랭킹, 3차원 바디, 절삭, 쉐이빙

Description

성형 및 미세 블랭킹에 의해 생성되는 3차원 바디에 톱니를 형성하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR FABRICATING A TOOTHING AT A THREE-DIMENSIONAL BODY PRODUCED BY FORMING AND FINE BLANKING}
본 발명은 성형 및 미세 블랭킹에 의해 생성되는 3차원 바디에 톱니부를 형성하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히, 평면 띠(flat strip)로 제조되는 자동차 시트 구성요소의 부착부에 관한 것이며, 공구 내에서의 성형 및 미세 블랭킹에 의한 상기 평면 띠는 압인 및/또는 돌기 및/또는 굴곡부 및/또는 홈 및/또는 함몰부 및/또는 구멍 및/또는 피벗과 같은 내부 성형부와, 거의 균일한 곡면을 이루는 에지가 바디의 베이스에 형성되는 단지-형 바디로 형성되며, 추후에 상기 에지 내로 상기 바디의 내면을 향해 방사상 연장하는 톱니부가 형성된다.
본 발명은 또한 성형 및 미세 블랭킹에 의해 생성되는 3차원 바디에 톱니부를 형성하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 자동차 시트 구성요소 등의 힌지 부착부에 관한 것이며, 압인 및/또는 돌기 및/또는 굴곡부 및/또는 홈 및/또는 함몰부 및/또는 구멍 및/또는 피벗과 같은 내부 성형부를 베이스 내에 갖는 단지(pot)-형 바디의 거의 균일한 곡면을 이루는 에지 내에 톱니들을 형성하는 공구를 구비하는 성형 및 미세 블랭킹에 의해 생성되는 3차원 바디에 톱니부를 형성하는 장치 및 방법에 관한 것이며, 상기 톱니부의 톱니들은 상기 단지-형 바디의 내측면을 향해 방사상 연장하며, 상기 3차원 바디는 베이스 플레이트와 압력 패드 사이에 고정된다.
공지된 좌석 조절 구성요소, 예를 들면, 힌지 부착부의 고정 및 선회 힌지부들은 그들의 최종 용도의 높은 치수 정밀도를 위해, 성형, 미세 블랭킹 또는 스탬핑에 의해 제조된다. 회전 운동을 전달하기 위한 이들 힌지부들은 내부 또는 외부 톱니부를 가지며, 이들은 각각의 힌지부를 구비하는 하나의 부분 내에 돌출부로서 형성된다(DE 32 44 399 C2, DE 28 34 492 C2, DE 32 27 222 C1).
미세 블랭킹에 의해 힌지 부착부에 톱니부를 형성하는 것은 일반적인 기술이다(DE 32 44 399 C2, DE 198 01 431 A1). 이러한 공지된 힌지 부착부들은 모두 디스크형 부착부들로 이루어진다.
그러나, 힌지 부착부들이 동적 균형을 이룬, 즉, 3차원 형상의, 바디 형상을 갖게 됨에 따라, 지금까지 톱니부는 통상의 미세 블랭킹을 통해 경제적으로 제조될 수 없는 바, 이는 미세 블랭킹 중에 발생하는 융기부가 상기 미세 블랭킹 표면의 영역의 3차원 천이로 인해 다음의 제 2 공정에 의해서도 제거될 수 없기 때문이다. 이는 3차원 힌지 부착부들에서의 내부 톱니부가 냉간 성형(예를 들면, DE 197 50 184 A1)에 의해 생산되는 이유이며, 톱니들의 치수 정확도를 감소시키는 단점이 되기도 하는바, 이는 톱니들의 끝 부분이 항상 라운드 형태이기 때문이다. 또한, 이들 단점들은 냉간 성형과도 관련되는바, 이는, 예를 들면, 냉간 성형된 톱니부의 단계간 어닐링과 같은 추가의 열처리가 필요하며, 이는 시간의 낭비 및 제조 비용의 상승을 초래한다.
본 기술 분야에 있어서, 본 발명의 목적은 성형 및 미세 블랭킹에 의해 생산되는 단지-형 바디에 톱니부를 형성하는 방법 및 장치를 향상하는 것으로서, 톱니부의 미세 블랭킹은 상기 톱니부의 동시 증가 치수 정확도를 갖는 힌지 부착부와 같은 동적으로 균형을 이룬 3차원 바디의 경우 경제적으로 적용될 수 있는바, 공정 안전성은 열처리의 중단으로 인해 높아지며, 공구는 보다 컴팩트하게 설계될 수 있다.
이러한 목적은 청구범위 제 1 항의 특징에 따른 방법 및 제 5 항의 특징에 따른 장치에 의해 해결된다.
상기 방법 및 공구의 장점들은 종속항들로부터 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 해결 방안은 상기 톱니부를 위한 것으로서, 예를 들면, 3차원 동적 균형의 바디에서의 내부 톱니부는 높은 치수 정밀도 및 경제적 효과를 갖는 미세 블랭킹 및 쉐이빙(shaving)에 의해 생산될 수 있다.
특별히 중요한 점은 추가 공정 없이 100% 균일 절삭면을 생성할 수 있다는 것이며, 이는 절삭 또는 쉐이빙 도중 발생하는 절삭 및 쉐이빙 칩이 상기 톱니부에 형성된 단지-형 바디의 베이스 내의 홈 안으로 눌려지기 때문이다.
상기 톱니부의 톱니들은 그들의 끝 부분까지 물질로 채워짐으로써, 치수 정 밀도가 상당히 향상된다.
전체 공정 단계의 절감 효과에 더하여 상기 열처리의 중단은 또한 특별한 장점을 제공하는바, 상기 공정의 실시에 있어서의 오류의 근원이 제거되며 공정 안전성이 향상된다.
본 발명에 따른 장치는 성형 공정뿐만 아니라 미세 블랭킹 및 스탬핑에 의한 힌지 부착부의 제조 공정 내에서 활용될 수 있다. 이는 미세 블랭킹 및 쉐이빙 작업에 의한 내부 톱니부 형성이 가능하고, 공구가 더욱 컴팩트하게 설계될 수 있기 때문이다.
추가의 장점 및 세부 사항은 첨부된 도면을 참조한 이하의 상세한 설명을 통해 알 수 있을 것이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
본 발명에 따른 방법에 있어서, 내부 톱니부(2)를 구비하는 3차원 단지-형 바디(1)(힌지 부착부)가 생산될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 방법이 실행되는 본 발명에 따른 장치(3)의 기본 구조를 도시한다.
마무리 가공된 상태에서, 상기 단지-형 바디(1)는 원형 에지(4), 힌지 축(A)을 삽입하기 위한 중앙 구멍(5), 상기 에지(4)에 인접하는 원형 엠보싱 홈(6) 및 상기 바디(1)의 베이스(8) 내에 돌출된 압인(7)을 포함하며, 이는 예컨대 용접으로 상기 시트의 등받이의 프레임에 고정하는 기능을 수행한다.
본 발명에 따른 장치(3)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 단지-형 바디(1)가 고정되는 베이스 플레이트(9)를 갖는다. 상기 단지-형 바디(1)는 거리판(10)에 의해 유지되며, 거리판(10)의 높이는 상기 바디(1)의 높이에 대응한다. 상기 바디(1)의 원형 에지(4) 위에는 압력 패드(11)가 놓이는바, 이는 베이스 플레이트(9)와 압력 패드(11) 사이에 상기 바디(1)를 견고히 고정한다.
미세 블랭킹 다이(12)는 미세 블랭킹 공구(도시하지 않음)의 일부이다. 상기 미세 블랭킹 다이(12)의 작업 방향은 AR로 표시된다.
상기 미세 블랭킹 다이(12)의 단부(13)에 있어서, 상기 바디(1)를 향해 연장되는 것은 중공 공간부(14)로서, 여기에는 미끄럼 파일럿 다이(15)가 위치되며, 그의 축선(C)은 상기 미세 블랭킹 다이(12)의 축선(B) 상에 놓인다. 상기 중공 공간부(14)의 바닥 단부(16) 및 상기 파일럿 다이(15)의 단부(17) 사이에 위치되며 상기 바디(1)로부터 이격되는 방향으로 연장하는 압축 스프링(18)에 의해 이러한 파일럿 다이(15)는 상기 중공 공간부(14)로부터 일정 양(X)만큼 밀린다.
상기 압력 패드(11)에 의해 제어되는 상기 미세 블랭킹 다이(12)가 작업 방향(AR)으로 이동하자마자, 이러한 미세 블랭킹 다이(12)는 상기 원형 에지(4)의 내측면(IS)에서 톱니부(19)를 절삭하기 시작하며, 그의 전방 측면에서는 상기 절삭면(21) 상의 융기부(20)를 상기 에지(4)의 내측면(IS)을 따라 제거한다(도3참조). 상기 압축 스프링(18)은 상기 파일럿 다이(15)를 상기 미세 블랭킷 다이(12)의 중공 공간부(14)로부터 상기 양(X) 만큼 동시에 밀어서, 상기 파일럿 다이(15)가 상기 바디(1)의 베이스(B)와 접촉하고, 굴곡부(6)에 정렬되는 내측면(IS) 상의 상기 절삭면(21) 사이에는 홈부(22)가 생성된다. 상기 미세 블랭킹 다이(12)의 하강 이동과 함께 상기 융기부(20)는 이러한 홈부(22) 내에서 상기 굴곡부(6) 내로 하향 이동한다. 미세 블랭킹 다이(12)가 있는 자리에 쉐이빙 다이(도시하지 않음)가 사용되는 경우, 상기 홈부(22)는 상기 굴곡부(6) 내로 쉐이빙 칩을 형성할 수 있도록 전환 및 편향시키는 기능을 수행하며, 동시에 쉐이빙 칩이 구멍(5)을 통해 외부로 나가는 것을 방지한다.
도 4는 상기 미세 블랭킹 다이(12)의 최종 위치를 도시하며, 상기 미세 블랭킹 다이(12)는 상기 베이스(8)와 접촉하며 상기 융기부(20)를 상기 굴곡부(6) 내로 누른다. 이러한 위치의 파일럿 다이(15)는 상기 압축 스프링(18)에 의해 상기 중공 공간부(14) 내로 밀린다. 상기 단지-형 바디(1)의 에지(4) 내의 톱니부를 생성하는 과정 중, 적어도 2-단 쉐이빙 동작이 적용되며, 쉐이빙 다이는 상기 내측면(IS)에 상기 톱니부(19)를 형성한다. 홈부(22)를 통해 생성되는 쉐이빙 칩들은 상기 굴곡부 내로 들어가고 상기 단지-형 바디(1)의 베이스(8)와 접촉하자마자 상기 쉐이빙 다이에 의해 눌려진다.
도 1은 본 발명의 방법에 따라 제조된 내부 톱니부를 구비하는 공통 3차원 힌지 부착부의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 개시시 미세 블랭킹의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 종료시 미세 블랭킹의 개략도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 단지-형 바디 (힌지 부착부)
2: 내부 톱니부
3: 장치
4: 바디의 에지
5: 바디의 구멍
6: 바디의 홈(recess)
7: 압인
8: 바디의 베이스
9: 장치의 베이스 플레이트
10: 장치의 거리 판
11: 장치의 압력 패드
12: 미세 블랭킹 다이
13: 미세 블랭킹 다이의 단부
14: 중공 공간부
15: 파일럿 다이
16: 중공 공간부의 바닥 단부
17: 미세 블랭킹 다이의 반대측 단부
18: 압축 스프링
19: 톱니부
20: 융기부
21: 절삭면
22: 홈부(groove)
A: 바디의 축선
AR: 미세 블랭킹 다이의 작업 방향
B: 미세 블랭킹 다이의 축선
C: 파일럿 다이의 축선
X: 파일럿 다이가 중공 공간부로부터 밀리는 양
IS: 에지의 내측면

Claims (16)

  1. 3차원 바디에 톱니부를 형성하는 방법으로서,
    공구로 평면 띠로부터 단지-형 바디를 성형 및 미세 블랭킹하되, 상기 단지-형 바디는 베이스 내에 내부 성형부를 가지며 균일한 곡면을 이루는 에지를 포함하고,
    상기 에지 내에 톱니부를 형성하되, 상기 톱니부는 상기 바디에 대하여 내부에 방사상으로 연장되고, 상기 단지-형 바디의 에지 내의 톱니부는 미세 블랭킹 다이에 의한 미세 블랭킹 절삭 또는 쉐이빙 장치에 의한 쉐이빙을 통해 제조되며, 절삭 또는 쉐이빙 동안 생성되는 융기부(burr) 또는 쉐이빙 칩들은 상기 에지에 인접되게 위치하는 상기 베이스 내의 홈 내로 눌리는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 3차원 바디는 자동차 시트용 부착부인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내부 성형부는 상기 베이스에 형성되는 압인, 돌기, 굴곡부, 홈, 함몰부, 구멍, 피벗 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절삭 또는 쉐이빙의 완료 전에, 상기 단지-형 바디의 베이스는 미끄럼 파일럿 다이의 전진에 의해 고정되며, 상기 융기부 또는 쉐이빙 칩들은 규정된 위치의 홈 내로 유도되어 눌려지는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 쉐이빙은 적어도 2-단 작동으로 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 미세 블랭킹은 상기 쉐이빙과의 조합으로 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 성형 및 미세 블랭킹에 의해 생성되는 3차원 단지-형 바디에서 톱니부를 형성하는 장치로서,
    베이스 내에 내부 성형부를 갖는 단지-형 바디의 균일하게 곡면을 이루는 에지 내에 톱니들을 형성하기 위한 공구를 구비하되, 상기 톱니부의 톱니들은 상기 단지-형 바디에 대하여 내부에 방사상으로 연장되며, 상기 3차원 바디는 베이스 플레이트와 압력 패드 사이에 고정되고, 상기 공구는 미세 블랭킹 또는 쉐이빙을 위해 중공 공간부가 제공되는 다이를 포함하며,
    상기 중공 공간부 내에 위치하는 미끄럼 파일럿 다이를 구비하되, 상기 미끄럼 파일럿 다이는 상기 공구의 작업 방향으로 이동 가능하며 상기 단지-형 바디의 베이스와 결합될 수 있고, 상기 미끄럼 파일럿 다이는 스프링에 의해 밀려서 상기 다이에 연결되는바, 하향 이동 중에 상기 미끄럼 파일럿 다이는 상기 다이의 앞에서 전진하며 상기 내부 톱니부의 절삭면 또는 쉐이빙 면과 상기 미끄럼 파일럿 다이 사이에는 상기 에지에 인접하는 베이스 내의 홈 내로 상기 미세 블랭킹 융기부 또는 쉐이빙 칩들을 유도하기 위한 홈부가 생성되며, 최저 위치에 도달시 상기 다이는 상기 융기부 또는 상기 칩들을 상기 홈 내에 고정 및 가압하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 3차원 단지-형 바디는 자동차 시트용 부착부인 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 내부 성형부는 상기 베이스에 형성되는 압인, 돌기, 굴곡부, 홈, 함몰부, 구멍, 피벗 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 스프링은 압축 스프링인 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트 및 압력 패드 사이에는 거리판이 위치하며, 상기 거리판의 높이는 상기 단지-형 바디의 높이에 대응하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 다이 및 미끄럼 파일럿 다이는 공통 축선을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 곡면을 이루는 에지에 인접하는 홈을 포함하는 단지-형 바디에 대하여, 상기 단지-형 바디의 곡면을 이루는 에지의 내측면에 방사상으로 연장되는 톱니를 형성하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는,
    단지-형 바디가 고정되는 베이스 플레이트;
    상기 단지-형 바디가 상기 베이스 플레이트와 압력 패드 사이에 고정되도록, 상기 단지-형 바디의 에지 상에 접촉하는 상기 압력패드;
    중공 공간부를 포함하는 미세 블랭킹용 또는 쉐이빙용 다이; 및,
    상기 중공 공간부 내에 위치하며 상기 다이의 작업방향으로 미끄럼 이동이 가능한 미끄럼 파일럿 다이를 포함하되,
    상기 미끄럼 파일럿 다이는 상기 단지-형 바디의 베이스와 결합될 수 있고, 상기 미끄럼 파일럿 다이는 상기 작업방향으로 밀려서 상기 다이가 상기 작업방향으로 전진할 때 상기 미끄럼 파일럿 다이의 일부분이 상기 중공 공간부로부터 밀려서 상기 다이에 앞서서 상기 단지-형 바디의 베이스에 접촉함으로써 상기 단지-형 바디의 상기 곡면을 이루는 에지와 미끄럼 파일럿 다이 사이에는 상기 단지-형 바디의 홈 내로 미세 블랭킹 융기부 또는 쉐이빙 칩들을 유도하기 위한 홈부가 형성되며, 상기 다이가 더 전진하여 상기 융기부 또는 쉐이빙 칩들을 상기 홈 내에 고정시키거나 가압하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트 및 압력 패드 사이에 수용될 수 있는 거리판을 더 포함하고, 상기 거리판은 상기 단지-형 바디의 높이에 대응하는 높이를 가지며 상기 단지-형 바디가 수용될 수 있는 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 단지-형 바디는 자동차 시트용 부착부인 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 다이 및 미끄럼 파일럿 다이는 공통 축선을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
KR1020070087078A 2006-09-01 2007-08-29 성형 및 미세 블랭킹에 의해 생성되는 3차원 바디에 톱니를형성하는 방법 및 장치 KR101446696B1 (ko)

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