KR101456457B1 - A wheel manufacturing method which uses a gravity casting and multi stage flow forming - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중력주조된 프리폼의 림부를 휠 형상을 가공하는 다단 플로우포밍을 이용한 휠 제조공법에 관한 것으로, 중력주조된 프리폼의 림부를 가공하여 상기 림부에 맨드릴에 밀착되는 변형방지턱을 형성하는 휠 예비 가공단계; 상기 프리폼을 예열하는 예열단계; 상기 맨드릴에 프리폼을 안착시켜 프리폼의 림부에 형성된 변형방지턱이 맨드릴에 밀착되도록 한 후, 프리폼을 하측으로 가압하면서 회전작동시키는 형상가공 준비단계; 1번 롤러를 이용하여 프리폼의 림부를 황삭가공하는 황삭 가공단계; 1번 롤러를 이용하여 황삭가공된 프리폼의 림부를 1차 중삭가공하는 1차 중삭 가공단계; 2번 롤러를 이용하여 1차 중삭 가공된 프리폼의 림부를 2차 중삭가공하는 2차 중삭 가공단계; 3번 롤러를 이용하여 2차 중삭 가공된 프리폼의 림부를 정삭가공하는 정삭 가공단계;로 이루어지되, 상기 제1, 2차 중삭 가공단계와 정삭 가공단계에서 상기 1, 2, 3번 롤러는 순차적으로 연속되게 작동되도록 함으로써, 제1, 2차 중삭 가공단계와 정삭 가공단계를 동시에 이룰 수 있는 것에 특징이 있다.
그리고, 본 발명을 이용하면, 중력주조에 따라 허브와 스포크의 기계적 성질을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 림부에 형성된 변형방지턱을 통해 휠의 변형을 방지할 수 있고, 황삭가공 1회, 중삭가공 2회, 정삭가공 1회를 순차적으로 수행하는 것을 통해 제작되는 휠의 림부에 기계적 성질을 향상시킬 수 있으며, 기계적 성질 향상을 통해 휠의 림부 두께 감소와 더불어, 중량을 감소시킬 수 있는 장점이 있음은 물론, 황삭 가공된 림부에 제1, 2, 3롤러를 순차적으로 연속되게 가압 작동시킴으로써 작업시간을 단축할 수 있고, 필렛의 반지름 값이 작게 형성된 제3롤러를 통해 정삭 가공의 정밀도를 높일 수 있어 여유면의 2차 가공을 용이하게 이룰 수 있게 된다.The present invention relates to a wheel manufacturing method using a multistage flow forming process for machining a rim portion of a gravity-cast preform, and more particularly, to a wheel manufacturing method in which a rim portion of a gravity-cast preform is processed to form a wheel- Processing step; A preheating step of preheating the preform; Placing a preform on the mandrel so that the deformation preventing jaw formed on the rim of the preform is brought into close contact with the mandrel, and then rotating the preform while pressing it downward; A roughing step of roughing the rim of the preform using the No. 1 roller; A first intermediate machining step in which the rim portion of the preform subjected to the roughing process is first subjected to medium machining using the No. 1 roller; A second intermediate machining step of secondarily machining the rim of the preform that has been subjected to the first intermediate machining using the second roller; And a finishing step of finishing the rim portion of the preform that has been secondarily machined using the third roller, wherein the first, second and third rollers in the first and second intermediate finishing and finishing steps are sequentially So that the first and second intermediate machining steps and the finishing machining step can be performed at the same time.
According to the present invention, not only the mechanical properties of the hub and the spokes can be enhanced by the gravity casting, but also the deformation of the wheel can be prevented through deformation preventing ribs formed on the rim portion. And a finishing step are sequentially performed, the mechanical properties of the rim of the wheel can be improved, and the mechanical properties can be improved to reduce the thickness of the rim portion of the wheel and to reduce the weight , The first, second and third rollers are sequentially and continuously operated by pressing the rim portion roughly machined to shorten the working time, and the accuracy of finishing can be increased through the third roller having a small radius value of the fillet, So that the secondary machining of the surface can be easily achieved.
Description
본 발명은 중력주조와 다단 플로우포밍을 이용한 휠 제조공법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 중력주조에 따라 허브와 스포크의 기계적 성질을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 림부에 형성된 변형방지턱을 통해 휠의 변형을 방지할 수 있고, 황삭가공 1회, 중삭가공 2회, 정삭가공 1회를 순차적으로 수행하는 것을 통해 제작되는 휠의 림부에 기계적 성질을 향상시킬 수 있으며, 기계적 성질 향상을 통해 휠의 림부 두께 감소와 더불어, 중량을 감소시킬 수 있는 장점이 있음은 물론, 황삭 가공된 림부에 제1, 2, 3롤러를 순차적으로 연속되게 가압 작동시킴으로써 작업시간을 단축할 수 있고, 필렛의 반지름 값이 작게 형성된 제3롤러를 통해 정삭 가공의 정밀도를 높일 수 있어 여유면의 2차 가공을 용이하게 이룰 수 있는 중력주조와 다단 플로우포밍을 이용한 휠 제조공법에 관한 것이다.
The present invention relates to a wheel manufacturing method using gravity casting and multistage flow forming. More specifically, it relates to a method of manufacturing a wheel using gravity casting and a method of manufacturing a wheel using a deformation preventing jaw formed on the rim, It is possible to improve the mechanical properties at the rim portion of the wheel produced by sequentially performing one roughing, two middle cutting and one finishing, and by improving the mechanical properties, the rim thickness of the wheel The weight can be reduced. In addition, since the first, second and third rollers are successively and continuously operated by pressing the rim portion roughly machined, the working time can be shortened and the radius value of the fillet can be reduced Through the third roller, the accuracy of finishing can be increased, so gravity casting and multistage flow forming can be used to facilitate secondary machining of the clearance surface. It relates to a wheel manufacturing process.
일반적으로, 알루미늄 휠은 단조 및 주조(CASTING)에 의해 제작되는 바, 상기한 단조 및 주조는 원재료인 알루미늄 잉곳(INGOT)을 용해시켜 주조 금형에 투입한 다음, 주조 완료된 휠 형상의 프리폼을 냉각시켜 휠의 형태를 제작하고, 이 후, 정밀 가공 및 크롬 등의 도금처리 하여 제작을 완료한다.Generally, the aluminum wheel is manufactured by forging and casting. Forging and casting are performed by dissolving an aluminum ingot (INGOT), which is a raw material, into a casting mold, and then cooling the cast preform The shape of the wheel is made, and then the precision machining and the plating process such as chrome are completed.
그러나, 상기한 바와 같이 알루미늄 휠을 주조할 때 한번의 주조 및 단조로 휠의 형태를 완성하게 되면, 상기한 휠의 조직을 치밀하게 하는데 한계가 있기 때문에 휠의 강도를 유지하기 위해 휠의 두께가 두꺼워지고 이로 인해 알루미늄 휠의 중량이 불필요하게 커지는 문제점이 있다.However, as described above, when casting an aluminum wheel and completing the shape of the wheel by casting and forging, there is a limit to making the structure of the wheel finer. Therefore, in order to maintain the strength of the wheel, There is a problem that the weight of the aluminum wheel becomes unnecessarily large.
즉, 단지 주조에 의해서만 알루미늄 휠을 제작하기 때문에 주조시의 강도계산에 의해서 휠의 각부분 두께등을 설정하게 되는 바, 상기한 주조에 의한 알루미늄 휠의 조직이 치밀하게 되기가 어려워 휠의 두께를 두껍게 해야 하고 이로 인해 알루미늄 휠의 전체적인 중량이 불필요하게 커지게 되는 것이다.That is, since the aluminum wheel is manufactured only by casting, the thickness of each part of the wheel and the like is set by calculating the strength at the time of casting, and it is difficult for the aluminum wheel to have a tight texture, And the overall weight of the aluminum wheel becomes unnecessarily large.
따라서, 이러한 문제점을 해결하고자, 대한민국등록특허공보 "10-0661199호"와 같은 알루미늄 휠 제조 방법 및 "10-1169309호"와 같은 차량용 휠의 제조방법이 개발되었는데, 이러한 종래의 휠 제조 방법은 주조시 휠의 림 부분에서 포밍부를 형성시킨 후, 상기 포밍부를 플로우포밍을 이용하여 가공하는 방법으로 되어 있으며, 이와 같은 방법을 통해 알루미튬 휠의 강도를 유지하면서 전체적인 두께 및 중량을 감소시키는 것을 목적으로 한다.
Therefore, in order to solve such a problem, an aluminum wheel manufacturing method such as Korean Patent Registration No. 10-0661199 and a manufacturing method of a vehicle wheel such as "10-1169309" have been developed. And forming the forming portion in the rim portion of the wheel, and then processing the forming portion using the flow forming. In order to reduce the overall thickness and weight while maintaining the strength of the aluminum wheel through such a method, do.
그러나, 전술한 종래의 알루미늄 휠 제조방법은, 120도의 각도로 배열된 3개의 포밍 롤러를 포밍금형에 안착된 포밍부로 한꺼번에 이동시켜 동시 가압하는 구조로 되어 있어 포밍부를 플로우포밍하는 시간의 단축을 이룰 수는 있었으나, 포밍부를 한 번의 플로우포밍으로 빠르게 처리하면, 제작완료된 휠 림부에 기계적 성질의 향상을 많이 이룰 수 없기 때문에 항복강도와 인장강도 및 연신율의 개선을 효과적으로 이루지 못하는 문제가 있었다.However, the above-described conventional aluminum wheel manufacturing method has a structure in which three forming rollers arranged at an angle of 120 degrees are simultaneously moved to a forming section that is seated on a forming die, thereby simultaneously pressing the forming section, thereby shortening the time for flow forming of the forming section However, if the forming section is rapidly processed in a single flow forming process, improvement of the yield strength, tensile strength and elongation can not be effectively achieved because the mechanical property of the wheel rim portion can not be improved much.
또한, 최근들어서 자동차의 안정성 및 승차감을 위해 인치수가 큰 휠이 많이 사용되는데, 전술한 종래의 알루미늄 휠 제조방법을 통해서는 19인치 이상의 큰 휠에 적용하여 사용시, 제작되는 휠의 기계적 성질이 미흡한 문제가 있어 큰 휠에 적용하여 사용할 경우에는, 제작된 휠에 기계적인 성질을 향상시키기 위한 추가 공정을 이루거나, 휠의 림부 두께를 두껍게 해야 할 필요가 있었으며, 이로 인해 제작 단가의 상승은 물론, 생산성이 저하되는 문제가 동반하였다.In recent years, a large number of wheels have been used for the stability and ride comfort of automobiles. However, when the conventional aluminum wheel manufacturing method described above is applied to a large wheel of 19 inches or more, the mechanical properties of the wheel to be manufactured are insufficient It is necessary to increase the thickness of the rim portion of the wheel, or to increase the manufacturing cost of the wheel. Further, in order to increase productivity, Which is caused by the decrease of the temperature.
따라서, 본 출원인은 작은 휠 뿐만 아니라, 큰 휠의 제작시에도 우수한 기계적 성질을 가질 수 있는 중력주조와 다단 플로우포밍을 이용한 휠 제조공법을 개발하기에 이르렀다.
Accordingly, the present applicant has developed a wheel manufacturing method using gravity casting and multi-step flow forming which can have excellent mechanical properties not only for small wheels but also for manufacturing large wheels.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중력주조와 다단 플로우포밍을 이용한 휠 제조공법은, 중력주조된 프리폼의 림부를 가공하여 상기 림부에 맨드릴에 밀착되는 변형방지턱을 형성하는 휠 예비 가공단계; 상기 프리폼을 예열하는 예열단계; 상기 맨드릴에 프리폼을 안착시켜 프리폼의 림부에 형성된 변형방지턱이 맨드릴에 밀착되도록 한 후, 프리폼을 하측으로 가압하면서 회전작동시키는 형상가공 준비단계; 1번 롤러를 이용하여 프리폼의 림부를 황삭가공하는 황삭 가공단계; 1번 롤러를 이용하여 황삭가공된 프리폼의 림부를 1차 중삭가공하는 1차 중삭 가공단계; 2번 롤러를 이용하여 1차 중삭 가공된 프리폼의 림부를 2차 중삭가공하는 2차 중삭 가공단계; 3번 롤러를 이용하여 2차 중삭 가공된 프리폼의 림부를 정삭가공하는 정삭 가공단계;로 이루어지되, 상기 제1, 2차 중삭 가공단계와 정삭 가공단계에서 상기 1, 2, 3번 롤러는 순차적으로 연속되게 작동되도록 함으로써, 제1, 2차 중삭 가공단계와 정삭 가공단계를 동시에 이룰 수 있는 것에 특징이 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a wheel manufacturing method using gravity casting and multistage flow forming, the method including: a wheel preliminary machining step of machining a rim of a gravity-cast preform to form a deformation- A preheating step of preheating the preform; Placing a preform on the mandrel so that the deformation preventing jaw formed on the rim of the preform is brought into close contact with the mandrel, and then rotating the preform while pressing it downward; A roughing step of roughing the rim of the preform using the No. 1 roller; A first intermediate machining step in which the rim portion of the preform subjected to the roughing process is first subjected to medium machining using the No. 1 roller; A second intermediate machining step of secondarily machining the rim of the preform that has been subjected to the first intermediate machining using the second roller; And a finishing step of finishing the rim portion of the preform that has been secondarily machined using the third roller, wherein the first, second and third rollers in the first and second intermediate finishing and finishing steps are sequentially So that the first and second intermediate machining steps and the finishing machining step can be performed at the same time.
본 발명의 중력주조와 다단 플로우포밍을 이용한 휠 제조공법은, 중력주조에 따라 허브와 스포크의 기계적 성질을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 림부에 형성된 변형방지턱에 의해 가공시 발생하는 열과 압력에 따른 휠의 변형을 방지할 수 있고, 1번 롤러를 이용하여 림부의 황삭 가공을 이룬 후, 황삭 가공된 림부에 1, 2, 3롤러를 이용하여 2번의 제1, 2차 중삭 가공과 정삭 가공을 각각 이루는 것을 통해 제작되는 휠의 림부에 기계적 성질을 향상시킬 수 있으며, 이와 같은 기계적 성질 향상을 통해 휠의 림부 두께 감소와 더불어, 중량을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.The wheel manufacturing method using the gravity casting and multi-step flow forming according to the present invention not only improves the mechanical properties of the hub and the spoke according to the gravity casting but also increases the strength of the wheel due to heat and pressure generated by the deformation- It is possible to prevent deformation. After the roughing of the rim part is achieved by using the No. 1 roller, the rim part of the roughing is subjected to the 1st and 2nd intermediate machining and the finishing machining by using the 1, 2 and 3 rollers The mechanical properties can be improved at the rim portion of the wheel manufactured through the wheel, and the mechanical properties can be improved to reduce the thickness of the rim portion of the wheel and to reduce the weight.
또한, 본 발명은, 황삭 가공된 림부에 제1, 2, 3롤러를 순차적으로 연속되게 가압 작동시킴으로써, 제1, 2차 중삭 가공단계와 정삭 가공단계를 동시에 이룰 수 있으므로, 작업시간을 단축시킬 수 있고, 필렛의 반지름 값이 작게 형성된 제3롤러를 통해 정삭 가공의 정밀도를 높일 수 있어 여유면의 2차 가공을 용이하게 이룰 수 있는 유용한 발명이다.
Further, since the first, second, and third rollers are sequentially and continuously operated by pressing the rim portion roughly machined in the present invention, the first and second intermediate machining steps and the finishing step can be performed at the same time, And the precision of the finishing can be increased through the third roller formed with a small radius value of the fillet, which is a useful invention for facilitating the secondary finishing of the flank face.
도 1은 본 발명의 중력주조와 다단 플로우포밍을 이용한 휠 제조공법을 도시한 순서도.
도 2는 본 발명의 프리폼에 변형방지턱이 형성된 상태를 도시한 부분확대도.
도 3은 본 발명의 제1, 2, 3롤러를 통한 프리폼의 형상 가공을 위해 프리폼을 맨드릴에 안착시켜 회전가압척으로 고정한 상태도.
도 4는 본 발명의 프리폼이 맨드릴에 안착되어 회전가압척으로 가압고정된 상태도.
도 5는 본 발명의 황삭 가공단계를 도시한 상태도.
도 6은 황삭 가공단계를 통해 황삭 가공 완료된 프리폼을 도시한 상태도.
도 7은 본 발명의 1차 중삭 가공단계를 도시한 상태도.
도 8은 본 발명의 2차 중삭 가공단계를 도시한 상태도.
도 9는 본 발명의 정삭 가공단계를 도시한 상태도.
도 10은 본 발명의 1, 2차 중삭 가공단계와, 정삭 가공단계가 순차적으로 연속되게 작동되는 상태도.
도 11은 도 10의 A부분을 확대 도시한 확대도.
도 12는 본 발명의 중력주조와 다단 플로우포밍을 이용한 휠 제조공법을 통해 제조완료된 휠을 도시한 상태도.1 is a flowchart showing a wheel manufacturing method using gravity casting and multi-step flow forming according to the present invention.
2 is a partially enlarged view showing a state in which a deformation preventing tab is formed on a preform of the present invention;
FIG. 3 is a state in which a preform is placed on a mandrel and fixed by a rotary pressing chuck for shaping a preform through the first, second and third rollers of the present invention. FIG.
4 is a state in which the preform of the present invention is seated on a mandrel and pressed and fixed by a rotary pressing chuck.
Fig. 5 is a state diagram showing the roughing step of the present invention. Fig.
FIG. 6 is a view showing a preform that has been subjected to roughing through a roughing step; FIG.
FIG. 7 is a state diagram showing the first intermediate machining step of the present invention. FIG.
8 is a state diagram showing the second intermediate machining step of the present invention.
9 is a state diagram showing the finishing step of the present invention.
Fig. 10 is a state in which the first and second intermediate machining steps and the finishing machining steps of the present invention are sequentially and continuously operated.
11 is an enlarged view showing an enlarged view of a portion A in Fig.
12 is a state diagram showing wheels manufactured through a wheel manufacturing method using gravity casting and multi-step flow forming according to the present invention.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the structure of the present invention will be described.
본 발명은 중력주조공법을 통해 주조된 프리폼의 림부를 형상가공하여 휠을 제조하는 다단 플로우포밍을 이용한 휠 제조공법에 관한 것으로, 중력주조된 프리폼(1)의 림(2)부를 가공하여 상기 림(2)부에 맨드릴(9)에 밀착되는 변형방지턱(3)을 형성하는 휠 예비 가공단계(S10)와, 상기 프리폼(1)을 예열하는 예열단계(S20)와, 상기 맨드릴(9)에 프리폼(1)을 안착시켜 프리폼(1)의 림(2)부에 형성된 변형방지턱(3)이 맨드릴(9)에 밀착되도록 한 후, 프리폼(1)을 하측으로 가압하면서 회전작동시키는 형상가공 준비단계(S30)와, 1번 롤러(10)를 이용하여 프리폼(1)의 림(2)부를 황삭가공하는 황삭 가공단계(S40)와, 1번 롤러(10)를 이용하여 황삭가공된 프리폼(1)의 림(2)부를 1차 중삭 가공하는 1차 중삭 가공단계(S50)와, 2번 롤러(20)를 이용하여 1차 중삭 가공된 프리폼(1)의 림(2)부를 2차 중삭 가공하는 2차 중삭 가공단계(S60)와, 3번 롤러(30)를 이용하여 2차 중삭 가공된 프리폼(1)의 림(2)부를 정삭 가공하는 정삭 가공단계(S70);로 이루어진 것에 특징이 있다.The present invention relates to a wheel manufacturing method using a multistage flow forming method for manufacturing a wheel by shaping a rim portion of a preform cast through a gravity casting method, A preliminary heating step (S20) for preheating the preform (1), a preheating step (S20) for forming a deformation preventing edge (3) to be adhered to the mandrel (9) The
또한, 상기 제1, 2차 중삭 가공단계(S50, S60)와 정삭 가공단계(S70)에서 상기 1, 2, 3번 롤러(10, 20, 30)는 순차적으로 연속되게 작동되도록 함으로써, 제1, 2차 중삭 가공단계(S50, S60)와 정삭 가공단계(S70)를 동시에 이룰 수 있을 것에 특징이 있다.The first, second and
또한, 프리폼(1)의 림(2)부 가공을 이루는 1, 2번 롤러(10, 20)의 필렛 반지름은 서로 동일하며, 3번 롤러(30)의 필렛 반지름은 제1, 2번 롤러(10, 20)의 필렛 반지름보다 작게 형성된 것에 특징이 있다.The fillet radii of the first and
또한, 상기 1, 2번 롤러(10, 20)의 필렛 반지름은 20mm로 형성되고, 3번 롤러(30)의 필렛 반지름은 8mm로 형성된 것에 특징이 있다.The fillet radius of the first and
한편, 본 발명의 중력주조를 통해 제작된 프리폼(1)은 허브(4)와 스포크(5) 부분의 기계적 성질은 높고, 림(2)부의 기계적 성질은 다소 낮게 제작되는데, 이와 같이 중력주조된 프리폼(1)의 림(2)부를 본 발명의 다단 플로우포밍을 통해 형상 가공을 이루면, 프림폼(1)의 림(2)부의 기계적 성질 향상을 이룰 수 있으므로, 본 발명을 통해 제작되는 휠(1)은 림(2)부 뿐만 아니라, 허브(4)와 스포크(5)까지도 기계적 성질이 높게 제작된다. 그리고, 이와 같은 중력주조 공법은 본원 발명자가 출원하여 등록받은 등록특허 10-1169309호에 기재되어 있는 중력주조공법을 이용하여 프리폼(1)의 중력주조를 이룰 수 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.Meanwhile, the
이하에서는, 본 발명의 중력주조된 프리폼(1)의 림(2)부를 다단 플로우포밍을 통해 다단으로 형성가공하는 공법에 대해 도 1 내지 도 12를 참고하여 설명한다.Hereinafter, a method of forming a rim (2) portion of a gravity-cast preform (1) of the present invention into a multi-stage through multi-step flow forming will be described with reference to Figs. 1 to 12. Fig.
먼저, 중력주조가 완료된 프리폼(1)을 중력주조기(미도시)에서 분리한 후, 프리폼(1)을 CNC선반과 같은 정밀 자동화기계(미도시)에 설치하여 프리폼(1)의 내, 외경을 다듬는 선삭 가공을 수행함과 더불어, 림(2)부의 내측에 맨드릴(90에 안착되어 밀착되는 변형방지턱(3)을 형성한다.(S10)First, after separating the
이처럼, 상기 프리폼(1)의 림(2)부에 변형방지턱(3)을 형성한 후에는, 프리폼(1)의 림(2)부를 정해진 형상으로 성형 가공하기 위해, 프리폼(1)을 340℃로 예열하는 작업을 수행하며, 이와 같이 프리폼(1)의 예열을 이룰 때에는, 상기 프리폼(1)이 안착되는 맨드릴(9)의 예열도 동시에 이룸으로써, 프리폼(1)의 성형 가공이 보다 용이해지도록 하는 것이 바람직하다.(S20)After the deformation preventing jig 3 is formed on the
그 후에는, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 로봇(미도시)을 이용하여 예열된 프리폼을 맨드릴(9)에 안착시켜, 프리폼(1)의 림(2)부에 형성된 변형방지턱(3)이 맨드릴(9)에 밀착되도록 한 다음, 맨드릴(9)의 상부에 위치한 회전가압척(7)을 이용하여 프리폼(1)을 하측으로 가압하면서 프리폼(1)을 회전작동시킨다.(S30) Thereafter, as shown in FIGS. 3 to 4, a preform preheated by using a robot (not shown) is placed on the
상기와 같이 프리폼(1)의 형상가공 준비를 완료한 후에는, 맨드릴(9)의 외측으로 이격된 3개의 롤러(10, 20, 30)를 이용하여 다단으로 플로우포밍을 이루는 작업을 수행한다.After completing the preparation of the shape of the
이를 보다 상세히 설명하면, 먼저, 도 5에 도시된 바와 같이 1번 롤러(10)를 이동시켜 회전작동하는 프리폼(1)에 밀착시킨 상태에서, 상기 1번 롤러(10)를 림(2)부를 따라 하측 방향으로 이동시키면서 림(2)부의 외면을 황삭 가공하는 작업을 수행하여 도 6에 도시된 바와 같이 프리폼(1)의 림(2)부 형상을 길고 얇게 연신시킨다.(S40)5, the
이처럼, 1번 롤러(10)를 이용하여 황삭 가공을 완료한 후에는, 도 7에 도시된 바와 같이 1번 롤러(10)를 전술한 방법과 동일한 방법으로 재작동시켜 프리폼(1)의 림(2)부를 1차 중삭 가공하고,(S50) 도 8에 도시된 바와 같이 1번 롤러(10)를 통한 1차 중삭 가공이 완료된 후에는, 2번 롤러(20)를 전술한 방법과 동일한 방법으로 작동시켜 림(2)부를 2차 중삭 가공함으로써,(S60) 2회에 걸친 중삭에 통해 림(2)부의 형상 가공을 보다 정밀하게 이룸과 동시에, 림(2)부의 외면을 정리하는 작업을 수행한다.After completion of the roughing process using the No. 1
아울러, 2회에 걸린 중삭 가공이 완료된 후에는, 도 9에 도시된 바와 같이 3번 롤러(30)를 전술한 방법과 동일한 방법으로 작동시켜 림(2)부를 정삭 가공함으로써, 림(2)부의 형상 가공을 원하는 치수로 정밀하게 가공함과 더불어, 림(2)부의 외면을 매끄럽게 한다.(S70)9, the
한편, 본 발명에서는 도 10 내지 도 11에 도시된 바와 같이 제1, 2차 중삭 가공단계(S50, S60)와, 정삭 가공단계(S70)를 순차적으로 연속되게 작동되도록 함으로써, 제1, 2차 중삭 가공단계(S50, S60)와 정삭 가공단계(S70)를 동시에 이룰 수 있도록 할 수도 있으며, 이와 같은 제1, 2차 중삭 가공단계(S50, S60)와, 정삭 가공단계(S70)의 연속 작동을 통하면, 림(2)부에 기계적인 성질을 우수하게 하면서도 형상 가공에 따른 작업 시단의 단축을 이룰 수 있는 장점이 있다.In the present invention, as shown in FIGS. 10 to 11, the first and second intermediate machining steps S50 and S60 and the finishing machining step S70 are successively and sequentially operated so that the first and second It is possible to simultaneously perform the intermediate machining steps S50 and S60 and the finishing machining step S70 and to perform the continuous machining of the first and second machining steps S50 and S60 and the finishing machining step S70 It is possible to shorten the work start time according to the shape processing while making the mechanical properties of the
또한, 본 발명에서는 프리폼(1)의 림(2)부 가공을 이루는 1, 2번 롤러(10, 20)의 필렛(11, 21) 반지름(R1, R2)이 서로 동일 크기로 형성됨으로써 림(2)부의 신속한 형상 가공을 이룰 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 3번 롤러(30)의 필렛(31) 반지름(R3)은 정밀한 형상 가공을 위해 제1, 2번 롤러(10, 20)의 필렛(11, 21) 반지름(R1, R2)보다 작게 형성하는 것이 바람직하다.In the present invention, since the radiuses R1 and R2 of the
다시 말해서, 상기 제1, 2번 롤러(10, 20)에 형성된 필렛(11, 21)의 반지름(R1, R2)은 각각 20mm로 형성하고, 3번 롤러(30)에 형성된 필렛(31)의 반지름(R3)은 8mm로 형성함으로써, 제작하려는 휠의 형상 가공을 용이하게 이룰 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 이에 따르면, 필렛(31)의 반지름이 8mm로 형성된 3번 롤러(30)의 정밀한 정삭 가공을 통해 림(2)부의 형상 가공에 있어 정밀도를 높일 수 있으므로, 추 후, 여유면의 2차 가공을 보다 용이하게 이룰 수 있게 된다.In other words, the radiuses R1 and R2 of the
이하에서는 종래의 플로우포밍과 본 발명의 다단 플로우포밍을 통해 형상 가공된 림(2)부를 시험하여 조직결과와 기계적 성질에 대해 비교한다.Hereinafter, the shape of the
18인치
18 inches
19인치
19 inches
20인치
20 inches
먼저, 표 1에 도시된 바와 같이 종래의 플로우포밍 공법과, 본 발명의 다단 플로우포밍 공법을 이용하여 제작된 휠의 림(2)부는 휠의 크기(인치)에 따라 조직 결과가 달리 나타나며, 본 발명의 다단 플로우포밍 공법을 이용하여 형상 가공한 휠의 림(2)부가 종래의 플로우포밍 공법을 이용하여 형상 가공한 휠의 림부 보다 조직결과가 우수한 것을 알 수 있다.First, as shown in Table 1, the
구분
division
(Mpa)Yield strength
(Mpa)
(Mpa)The tensile strength
(Mpa)
(%)Elongation
(%)
(Mpa)Yield strength
(Mpa)
(Mpa)The tensile strength
(Mpa)
(%)Elongation
(%)
(Mpa)Yield strength
(Mpa)
(Mpa)The tensile strength
(Mpa)
(%)Elongation
(%)
인치18
inch
인치19
inch
인치20
inch
또한, 표 2에 도시된 바와 같이 종래의 플로우포밍 공법과, 본 발명의 다단 플로우포밍 공법을 이용하여 제작된 휠의 림(2)부를 검사한 결과, 종래의 플로우포밍 공법보다 본 발명의 다단 플로우포밍 공법을 이용하여 제작한 휠의 림(2)부에서 항복강도, 인장강도, 연신율와 같은 모든 기계적 성질이 우수하게 나타나는 것을 알 수 있다.As a result of examining the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 다단 플로우포밍 공법을 이용하면, 종래의 플로우포밍 공법으로 제작된 휠 대비 우수한 기계적 성질을 가진 휠을 제작할 수 있으며, 이를 통해 림(2)부의 두께 감소와 더불어, 중량의 절감 효과를 얻을 수 있게 된다.As described above, by using the multi-step flow forming method of the present invention, it is possible to manufacture a wheel having excellent mechanical properties as compared with the wheel manufactured by the conventional flow forming method, and through the reduction of the thickness of the
그리고, 다단 플루우포밍 공법이 적용되지 않은 허브(4)와 스포크(5)를 중력주조공법을 이용해 기계적 성질을 높일 수 있으므로, 본 발명의 중력주조와 다단 플로우포밍을 이용한 휠 제조공법을 이용하면, 휠의 림부(2)와 허브(4) 및 스포크(5)의 기계적 성질이 모두 우수해지게 된다.
Since the mechanical properties of the hub 4 and the spokes 5 to which the multistage flue-foam molding method is not applied can be increased by using the gravity casting method, the wheel manufacturing method using the gravity casting and multi- , The mechanical properties of the rim portion (2) of the wheel, the hub (4), and the spokes (5) are both excellent.
1 : 프리폼 2 : 림 3 : 변형방지턱 4 : 허브
5 : 스포크 7 : 회전가압척 9 : 맨드릴
10, 20, 30 : 1, 2, 3롤러
11, 21, 31 : 필렛
R1, R2, R3 : 반지름1: preform 2: rim 3: deformation preventing chuck 4: hub
5: spoke 7: rotary pressurizing chuck 9: mandrel
10, 20, 30: 1, 2, 3 rollers
11, 21, 31: Fillet
R1, R2, R3: Radius
Claims (4)
중력주조된 프리폼(1)의 림(2)부를 가공하여 상기 림(2)부에 맨드릴(9)에 밀착되는 변형방지턱(3)을 형성하는 휠 예비 가공단계(S10);
상기 프리폼(1)을 예열하는 예열단계(S20);
상기 맨드릴(9)에 프리폼(1)을 안착시켜 프리폼(1)의 림(2)부에 형성된 변형방지턱(3)이 맨드릴(9)에 밀착되도록 한 후, 프리폼(1)을 하측으로 가압하면서 회전작동시키는 형상가공 준비단계(S30);
1번 롤러(10)를 이용하여 프리폼(1)의 림(2)부를 황삭가공하는 황삭 가공단계(S40);
1번 롤러(10)를 이용하여 황삭가공된 프리폼(1)의 림(2)부를 1차 중삭가공하는 1차 중삭 가공단계(S50);
2번 롤러(20)를 이용하여 1차 중삭 가공된 프리폼(1)의 림(2)부를 2차중삭 가공하는 2차 중삭 가공단계(S60);
3번 롤러(30)를 이용하여 2차 중삭 가공된 프리폼(1)의 림(2)부를 정삭가공하는 정삭 가공단계(S70);로 이루어지되,
상기 제1, 2차 중삭 가공단계(S50, S60)와 정삭 가공단계(S70)에서 상기 1, 2, 3번 롤러(10, 20, 30)는 순차적으로 연속되게 작동되도록 함으로써, 제1, 2차 중삭 가공단계(S50, S60)와 정삭 가공단계(S70)를 동시에 이룰 수 있는 것에 특징이 있는 중력주조와 다단 플로우포밍을 이용한 휠 제조공법.
In a wheel manufacturing method for processing a rim (2) portion of a gravity-cast preform (1) into a wheel shape,
A wheel preliminary machining step (S10) of machining the rim (2) of the gravitational preform (1) to form a deformation preventing chin (3) adhered to the mandrel (9) in the rim (2) part;
A preheating step (S20) of preheating the preform (1);
The preform 1 is placed on the mandrel 9 so that the deformation preventing jaw 3 formed on the rim 2 of the preform 1 is brought into close contact with the mandrel 9 and then the preform 1 is pressed downward A shape preparation step (S30) for rotating operation;
A roughing step S40 of roughing the rim 2 of the preform 1 using the No. 1 roller 10;
A first intermediate machining step S50 of machining the rim portion 2 of the preform 1 roughly finished using the No. 1 roller 10;
A second intermediate machining step (S60) of secondarily machining the rim portion (2) of the preform (1) which has been machined first by using the second roller (20);
(S70) finishing a rim portion (2) of the preform (1) which is secondarily machined using the third roller (30)
The first, second and third rollers 10, 20 and 30 are successively operated successively in the first and second intermediate machining steps S50 and S60 and the finishing step S70, A method of manufacturing a wheel using gravity casting and multi-step flow forming, characterized in that the intermediate machining steps (S50, S60) and finishing machining step (S70) can be performed at the same time.
2. The method as claimed in claim 1, wherein the radiuses R1 and R2 of the fillets 11 and 21 of the first and second rollers 10 and 20 forming the rim portion 2 of the preform 1 are equal to each other, The radius R3 of the fillet 31 of the first and second rollers 10 and 20 is smaller than the radius R1 and R2 of the fillets 11 and 21 of the first and second rollers 10 and 20, Wheel manufacturing method.
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