KR20150038952A - 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평판의 금속 소재를 냉간 판재성형하여 언더 드라이브 브레이크 피스톤이 제조될 수 있도록 하여 소재의 사용량을 최소화함과 더불어 에너지 소모를 절감하고, 언더 드라이브 브레이크 피스톤의 각 단차부에 대한 모서리 성형이 정확히 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법에 관한 것으로써, 평판형 소재를 준비하는 소재 준비단계; 상기 준비된 소재에 중심공을 관통 성형하는 피어싱단계; 상기 중심공이 성형된 소재를 블랭킹하여 평판 링형 제품을 제조하는 블랭킹단계; 상기 제조된 평판 링형 제품을 냉간 판재성형하여 상기 중심공의 주변 및 외주측 부위를 각각 단차지게 형성함으로써 내주측 단차부 및 외주측 단차부가 성형된 성형품을 제조하는 냉간 판재성형단계; 그리고, 상기 성형품을 가열한 후 냉각시키는 열처리를 수행하여 잔류응력을 제거하는 어닐링단계;를 포함하여 진행됨을 특징으로 하는 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법이 제공된다.

Description

언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법{method for manufacturing a piston of under drive break}
본 발명은 평판의 금속 소재를 냉간 판재성형하여 언더 드라이브 브레이크 피스톤이 제조될 수 있도록 함으로써 소재의 사용량을 최소화함과 더불어 에너지 소모를 절감하고, 언더 드라이브 브레이크 피스톤의 각 단차부에 대한 모서리 성형이 정확히 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동변속기는 차량의 주행속도와 부하에 맞추어 자동적으로 최적의 토크 변환을 얻을 수 있도록 한 장치이다.
언더 드라이브의 브레이크 피스톤은 상기한 자동변속기에 사용되는 부품으로써, 언더 드라이브 브레이크 챔버에 연결되어 있는 플레이트 및 허브에 연결되어 있는 디스크를 체결하여 자동변속기의 변속시 엔진 동력을 챔버에서 허브로 전달하는 역할을 하고, 유압이 빠질 때에는 피스톤의 해제를 도와주는 코일스프링과 조립되는 작용을 한다.
이러한 언더 드라이브 브레이크 피스톤(10)의 구조에 대하여는 첨부된 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같으며, 이 언더 드라이브의 기술에 관련하여는 국내공개특허공보 제10-2007-0092351호 및 제10-2009-0049311호 등에 기재된 바와 같다.
한편, 상기한 언더드라이브 브레이크 피스톤(10)은 통상 환봉 소재를 고온으로 가열한 후 열간단조 공정으로 중심공(11)과 내주측 단차부(12) 및 외주측 단차부(13)를 성형한 후 황삭 가공과, 정삭가공 그리고, 디버링을 통해 최종 제품을 이루도록 제조되고 있다.
그러나, 상기 열간단조 공정은 소재를 고온으로 가열해야 함에 따른 에너지 소모량이 큼과 더불어 정밀한 치수를 만족시키기 어려워 투입되는 소재량이 온간 단조나 냉간 판재성형에 비해 많다는 단점이 있으며, 더욱이 정밀한 치수를 만족시키기 어려워 반드시 정삭가공 전에 황삭가공을 추가로 수행하여야만 한다는 단점이 있었다.
물론, 전술된 문제점을 해결할 수 있도록 환봉 소재 대신 평판형의 소재를 냉간 판재성형 공정으로 성형한 후 각 기계 가공을 수행하도록 할 수도 있다.
하지만, 이러한 냉간 판재성형 공정으로의 성형시에는 첨부된 도 3에 도시된 바와 같이 상기 언더 드라이브 브레이크 피스톤(10)의 각 단차부(12,13)를 이루는 모서리 부위(14a,14b)에 대한 소재의 미충전 현상이 발생되었다. 즉, 펀치(1,2)가 상하 방향으로만 동작되면서 소재(3)를 단조함에 따라 상기 단차부(12,13)를 이루는 각 모서리 부위로의 소재 유동이 원활히 이루어지지 않고 미성형 현상이 발생되는 등의 제조 불량이 야기되었던 문제점이 있었던 것이다.
뿐만 아니라, 통상의 냉간 판재성형 공정으로 언더 드라이브 브레이크 피스톤을 성형하고자 할 경우 평판 소재의 중앙을 하부로 돌출되도록 가압하여 단조함에 따라, 상기 소재의 상면이 중앙으로 집중되어 밀리는 현상이 발생되어 외경이 줄어들게 되어 전체적인 가공이 까다로움과 더불어 상기 소재의 외경이 줄어드는 것을 감안하여 완성품의 지름보다 큰 지름을 가지는 소재를 투입해야 함에 따른 재료비 증가의 문제점이 야기되었다.
본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 평판의 금속 소재를 냉간 판재성형하여 언더 드라이브 브레이크 피스톤이 제조될 수 있도록 함으로써 소재의 사용량을 최소화함과 더불어 에너지 소모를 절감하고, 언더 드라이브 브레이크 피스톤의 각 단차부에 대한 모서리 성형이 정확히 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법은 평판형 소재를 준비하는 소재 준비단계; 상기 준비된 소재에 중심공을 관통 성형하는 피어싱단계; 상기 중심공이 성형된 소재를 블랭킹하여 평판 링형 제품을 제조하는 블랭킹단계; 상기 제조된 평판 링형 제품을 냉간 판재성형하여 상기 중심공의 주변 및 외주측 부위를 각각 단차지게 형성함으로써 내주측 단차부 및 외주측 단차부가 성형된 성형품을 제조하는 냉간 판재성형단계; 그리고, 상기 성형품을 가열한 후 냉각시키는 열처리를 수행하여 잔류응력을 제거하는 어닐링단계;를 포함하여 진행됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 냉간 판재성형단계는 평판 링형 제품에 각 단차부가 성형된 성형품을 제조하는 1차 냉간 판재성형단계와, 상기 제조된 성형품을 냉간 판재성형하여 상기 성형품의 각 부위를 재차적으로 가공하는 2차 냉간 판재성형단계를 포함하여 진행됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 1차 냉간 판재성형단계의 냉간 판재성형시에는 상기 평판 링형 제품을 가압할수록 중심 부위로부터 방사상으로 점차 이동되면서 상기 평판 링형 제품의 각 단차부에 대한 모서리로의 소재 유동을 유도하는 복수의 분할펀치가 적용된 판재성형장치를 이용하여 수행됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 2차 냉간 판재성형단계는 성형품의 치수가 황삭 가공을 생략할 수 있을 정도의 치수에 이르기까지 점진적으로 가공되도록 복수로 수행됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 블랭킹단계에서의 블랭킹펀치 외경에 대한 결정은 작업 클리어런스를 10% ~20% 사이의 범위로 적용하여 결정함을 특징으로 한다.
이상에서와 같은 본 발명의 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법은 평판의 금속 소재를 이용하여 냉간 판재성형 공법을 통해 언더 드라이브 브레이크 피스톤에 제조될 수 있도록 함에 따라 에너지 소모량을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 작업 시간의 단축 및 제조 단가의 절감을 이룰 수 있게 된 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법은 냉간 판재성형시 펀치가 방사상으로 이동 가능한 복수의 분할펀치로 구성함으로써 언더 드라이브 브레이크 피스톤을 이루는 각 단차부의 모서리 부위에 대한 소재 유동이 원활히 이루어질 수 있게 되어 해당 모서리 부위에 대한 성형 불량이 방지될 수 있으며, 냉간 판재성형에 의해 황삭 작업을 생략할 수 있을 정도의 치수에 이르기까지 정밀한 성형을 수행할 수 있기 때문에 후공정 시간의 단축을 이룰 수 있게 된 효과를 가진다.
도 1은 일반적인 언더 드라이브 브레이크 피스톤을 설명하기 위해 나타낸 평면도
도 2는 일반적인 언더 드라이브 브레이크 피스톤을 설명하기 위해 나타낸 단면도
도 3은 일반적인 언더 드라이브 브레이크 피스톤의 단조 작업시 성형 불량 상태를 설명하기 위해 나타낸 요부도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 순서도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조용 설비를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 블럭도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조 과정을 설명하기 위해 평면에서 본 상태를 나타낸 상태도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조 과정을 설명하기 위해 단면 구조를 나타낸 단면도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조용 설비 중 1차 판재성형장치를 설명하기 위해 나타낸 분해사시도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조용 설비 중 1차 판재성형장치의 분할펀치에 대한 구조를 설명하기 위해 나타낸 요부사시도
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조용 설비 중 1차 판재성형장치의 분할펀치에 대한 동작 상태를 설명하기 위해 나타낸 저면도
도 11 내지 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤의 제조 과정 중 1차 판재성형장치에 의한 1차 냉간 판재성형단계의 수행 과정을 설명하기 위해 나타낸 상태도
이하, 본 발명의 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 4 내지 도 15를 참조하여 설명하도록 한다.
설명에 앞서, 본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 언더 드라이브 브레이크 피스톤은 종래 기술로 소개한 도 1 및 도 2에 도시된 구조의 언더 드라이브 브레이크 피스톤(10)으로써, 중앙에 중심공(11)이 관통 형성된 링형 구조로 이루어지면서 상기 중심공(11)의 주변에 단차지게 형성된 내주측 단차부(12) 및 외주측 부위를 단차지게 형성한 외주측 단차부(13)를 포함하여 이루어진다.
첨부된 도 4은 본 발명의 실시예에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 순서도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조용 설비를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 블럭도이며, 도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조 과정을 설명하기 위해 나타낸 상태도이다.
이에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법은 크게 소재 준비단계(S110)와, 피어싱단계(S120)와, 블랭킹단계(S130)와, 냉간 판재성형단계(S210,S220) 및 어닐링단계(S300)를 포함하여 진행되며, 이를 통해 판재를 프레스 가공함으로써 언더 드라이브 브레이크 피스톤(10)이 제조될 수 있도록 하여 전체적인 제조 단가의 절감과, 에너지 소모량의 저감 및 기계가공의 단순화를 이룰 수 있도록 한 것이다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법에 각 단계별로 더욱 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 상기 소재 준비단계(S110)는 언더 드라이브 브레이크 피스톤(10)의 제조를 위한 소재를 준비하는 과정이다.
여기서, 상기 언더 드라이브 브레이크 피스톤(10)의 제조를 위한 소재는 평판형의 금속 판재로 사용됨을 특징으로 제시한다.
즉, 본 발명의 실시예에서는 판재의 사용으로 재료비의 절감을 이룰 수 있도록 하며, 열간단조를 이용하는 것이 아닌 냉간 판재성형를 이용함으로써 에너지 소모를 최소화함과 더불어 가공 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
특히, 상기와 같이 준비되는 금속 판재는 피더(feeder)(도시는 생략됨)에 코일형으로 권취된 상태로 제공되며, 이를 통해 연속적인 공급이 이루어질 수 있게 된다.
다음으로, 상기 피어싱단계(S120)는 상기 피더를 통해 공급되는 금속 판재에 언더 드라이브 브레이크 피스톤(10)의 중심공(11)을 관통 성형하는 과정이고, 상기 블랭킹단계(S130)는 상기 중심공(11)이 관통 성형된 금속 판재를 제공받아 블랭킹함으로써 중심공(11)이 형성된 평판 링형의 시작품(20)을 제조하는 과정이다.
전술된 소재 준비단계(S110)와 피어싱단계(S120) 및 블랭킹단계(S130)는 단일 프레스 금형(100)에서 연속적으로 수행된다.
특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 블랭킹단계(S130)에서의 블랭킹펀치(112)의 외경에 대한 결정은 작업 클리어런스를 10% ~20% 사이의 범위로 적용하여 결정함을 제시한다.
즉, 프레스 금형(100)을 이루는 상부 펀치금형(110)과 하부 다이금형(120)의 클리어런스 언밸런스에 의해 평판 링형 시작품(20)의 외주면에 버어(burr)가 발생될 수 있음을 고려할 때 상기 작업 클리어런스를 10~20% 사이의 범위로 적용함으로써 전술된 버어의 발생을 방지할 수 있도록 한 것이다. 이때, 상기 작업 클리어런스가 10% 미만일 경우에는 버어의 발생량이 많음에 따라 적어도 10% 이상의 작업 클리어런스로 결정되어야 함이 바람직하고, 상기 작업 클리어런스가 20% 이상일 경우에는 소재 소모량이 과도하게 커짐에 따라 최대한 20% 이하의 작업 클리어언스로 결정되어야 함이 바람직한 것이다.
한편, 미설명 부호 111은 피어싱펀치이다.
다음으로, 상기 냉간 판재성형단계(S210,S220)는 평판의 링형 시작품(20)을 냉간 판재성형하여 상기 중심공(11)의 주변 및 외주측 부위를 각각 단차지게 형성함으로써 내주측 단차부(12) 및 외주측 단차부(13)가 추가로 성형된 성형품(30)으로 제조하는 과정이다.
본 발명의 실시예에서는 상기한 냉간 판재성형단계가 1차 냉간 판재성형단계(S210)와 2차 냉간 판재성형단계(S220)로 구분되어 순차적으로 진행됨을 특징으로 제시한다.
여기서, 상기 1차 냉간 판재성형단계(S210)는 링형 시작품(20)에 각 단차부(12,13)가 성형된 성형품(30)을 제조하는 과정이며, 특히 상기 1차 냉간 판재성형단계(S210)의 냉간 판재성형시에는 상기 링형 시작품(20)을 가압할수록 중심 부위로부터 방사상으로 점차 이동되면서 상기 링형 시작품(20)의 각 단차부(12,13)에 대한 모서리로의 소재 유동을 유도하는 복수의 분할펀치(212)가 적용된 판재성형장치(200)를 이용하여 수행됨을 특징으로 한다.
즉, 1차 냉간 판재성형를 위한 판재성형장치(200)의 펀치를 축 방향뿐만 아니라 방사 방향으로도 이동할 수 있도록 복수로 분할된 펀치로 구성함으로써, 단순한 단차부(12,13)의 성형뿐만 아니라 각 단차부(12,13)를 이루는 모서리 부위로의 소재 유동이 원활히 유도될 수 있도록 한 것이다.
참고로, 첨부된 도 8 내지 도 11은 전술된 1차 냉간 판재성형단계(S210)를 위한 판재성형장치(이하, “1차 판재성형장치”라 함)(200)의 구조를 구체적으로 나타내고 있으며, 이를 토대로 상기 1차 판재성형장치(200)를 간략히 소개하면 다음과 같다.
먼저, 상기 1차 판재성형장치(200)는 상부금형부(210)와 하부금형부(220)로 구분되어 제공된다.
여기서, 상기 상부금형부(210)는 언더 드라이브 브레이크 피스톤(10)의 외주측 단차부(13)를 성형하기 위한 외측펀치(211)와, 언더 드라이브 브레이크 피스톤(10)의 내주측 단차부(12)를 성형하기 위한 복수의 분할펀치(212)와, 상기 각 분할펀치(212)가 방사 방향으로 이동되도록 안내하는 상부맨드릴(213)과, 상기 외측펀치(211) 및 각 분할펀치(212)가 하향 이동되도록 가압력을 전달하는 가이드엔빌(214)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 각 분할펀치(212)는 상기 상부맨드릴(213)의 둘레를 따라 복수로 분할 형성됨과 더불어 탄성지지링(215)에 의해 일괄적으로 오므려질 수 있도록 구성되어, 가이드엔빌(214)을 통해 제공되는 가압력에 의해 점진적으로 하향 이동됨과 동시에 상부맨드릴(213)의 둘레면이 이루는 경사에 의해 점진적으로 외향 이동된다.
또한, 상기 하부금형부(220)는 성형품(30)이 얹혀 성형되는 상부다이(221)와, 상기 외측펀치(211)와 함께 상기 브레이크 피스톤(10)의 외주측 단차부(13)를 성형하는 하부다이(222)와, 상기 각 분할펀치(212)와 함께 상기 언더 드라이브 브레이크 피스톤(10)의 내주측 단차부(12)를 성형하는 슬라이드다이(223)와, 상기 상부맨드릴(213)을 구속하는 하부맨드릴(224)을 포함하여 구성된다. 이때 상기 슬라이드다이(223)는 상기 분할펀치(212)에 의한 가압력으로 하향 이동되도록 구성된다.
그리고, 상기 2차 냉간 판재성형단계(S220)는 1차 냉간 판재성형단계(S210)에 의해 성형된 성형품(30)을 별도의 판재성형장치(이하, “2차 판재성형자치”라 함)(300)로써 냉간 판재성형하여 상기 성형품(30)의 각 부위를 재차적으로 가공하는 과정이다. 이때 상기 2차 판재성형장치(300)는 1차 판재성형장치(200)와는 달리 방사방향으로 이동되는 복수의 분할펀치(212)가 적용되지 않은 단일의 펀치로 이루어진 판재성형장치임과 더불어 상기 1차 판재성형장치(200)에 비해 더욱 높은 가공 정밀도를 갖도록 구성된 판재성형장치이다.
이는, 상기 1차 판재성형장치(200)가 복수의 분할펀치(212)를 적용한 구조이기 때문에 상기 1차 냉간 판재성형단계(S210)의 수행 중 각 분할펀치(212)의 방사 방향측 이동에 의해 첨부된 도 5의 1차 성형이 완료된 성형품(30)의 상태와 같이 원주방향을 따라 복수의 미성형부(31)가 형성될 수밖에 없으며, 이를 고려하여 상기 2차 판재성형장치(300)를 이용하여 2차 냉간 판재성형단계(S220)를 추가로 수행함으로써 상기 성형품(30)의 미성형부(31)에 대한 성형이 이루어질 수 있도록 한 것이다.
특히, 상기 2차 냉간 판재성형단계(S220)는 성형품(30)의 치수가 황삭 가공을 생략할 수 있을 정도의 치수에 이르기까지 점진적으로 가공되도록 수행됨을 제시한다.
즉, 첨부된 도 5 내지 도 7에서와 같이 상기 1차 성형이 완료된 성형품(30)을 두 번 이상 연속적으로 추가 성형하여 기계 가공을 위한 가공량을 최소화함으로써 황삭 가공을 생략할 수 있도록 하고, 이를 통해 전체적인 제조 시간의 단축을 이룰 수 있도록 한 것이다.
이때, 상기 2차 냉간 판재성형단계(S220)를 위한 2차 판재성형장치(300)는 프로그레시브형(progressive type) 금형으로 구성함으로써 단일의 금형장치에 의한 복수의 가공이 연속적으로 이루어지도록 할 수도 있지만, 실시예로 도시한 바와 같이 상기 2차 판재성형장치(300)를 둘 이상으로 구비함과 더불어 각 2차 판재성형장치(300)의 가공 정밀도는 서로 다르게 이루어지도록 구성함으로써 1차 성형이 완료된 성형품(30)에 대한 점진적인 정밀 성형이 수행될 수 있도록 할 수도 있다.
다음으로, 상기 어닐링단계(S300)는 열처리로(400)에서 상기 성형품(30)을 가열한 후 냉각시키는 열처리를 수행하여 잔류응력을 제거하는 과정이다.
즉, 상기한 어닐링단계(S300)를 통해 냉간 판재성형단계(S210,S220)의 진행시 해당 성형품(30)에 존재하게 되는 잔류응력을 제거함으로써 일정한 조직을 갖도록 한 것이다.
하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 각 단계별 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법을 토대로 브레이크 피스톤을 제조하는 과정에 대하여 첨부된 도 6 및 도 7과, 도 12 내지 도 15를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.
우선, 피더에 감겨 코일형으로 제공되는 평판 금속 판재는 프레스 금형(100)으로 제공되며, 계속해서 상기 프레스 금형(100)의 동작에 의해 피어싱 및 블랭킹이 연속적으로 이루어지면서 중심공(11)이 관통 형성된 평판의 링형 시작품(20)이 제조된다.
이때, 상기 프레스 금형(100)을 구성하는 블랭킹펀치(112)의 외경은 10~20%의 작업 클리어런스가 적용되어 설계됨을 고려할 때 상기 시작품(20)의 둘레면에는 버어가 발생되지 않는다.
그리고, 상기한 과정을 통해 제조된 평판의 링형 시작품(20)은 1차 판재성형장치(100)로 제공되어 상기 1차 판재성형장치(100)에 의해 1차 냉간 판재성형단계(S210)가 수행된다.
이러한 1차 냉간 판재성형단계(S210)에서는 첨부된 도 11 내지 도 15에 도시된 바와 같이 상부금형부(110)가 하향 이동되면서 하부금형부(120)의 상부다이(121)에 얹혀져 있는 링형 시작품(20)을 가압하여 단조 성형하게 되며, 이의 과정에서 각 분할펀치(112)는 상부맨드릴(113)이 이루는 둘레면의 경사에 의해 점차 방사 방향으로 이동되면서 소재가 각 단차부(12,13)의 모서리 부위로 유동되도록 유도하게 된다.
따라서, 전술된 1차 판재성형장치(100)에 의한 1차 냉간 판재성형단계(S210)를 수행한 링형 시작품(20)은 내주측 단차부(12) 및 외주측 단차부(13)를 갖는 성형품(30)으로 성형되며, 특히 각 분할펀치(112)의 동작에 의해 상기 각 단차부(12,13)를 이루는 모서리 부위로의 소재 유동이 원활히 유도될 수 있게 되어 상기 모서리 부위에 대한 성형 불량을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 상기 1차 냉간 판재성형단계(S210)가 완료된 성형품(30)은 복수의 2차 판재성형장치에 순차적으로 제공되어 상기 각 2차 판재성형장치에 의한 2차 냉간 판재성형단계(S220)를 수행하게 되며, 이의 과정을 통해 상기 성형품(30)은 황삭 가공을 생략할 수 있을 정도의 치수에 이르기까지 점진적으로 가공된다.
계속해서, 상기 2차 냉간 판재성형단계(S220)가 완료된 성형품(30)은 열처리로(400)에 제공되어 어닐링단계(S300)를 수행함으로써 잔류응력을 제거하며, 이후 기계 가공장치(500)에서 기계 가공(S400)을 통해 브레이크 피스톤(10)을 완성하게 된다.
이때, 상기 성형품(30)은 냉간 판재성형단계(S210,S220)를 통해 황삭 가공을 생략할 수 있을 정도의 정밀도를 갖도록 성형됨에 따라 상기 기계 가공시에는 황삭 가공을 수행하지 않고 정삭 작업만으로 성형품(30)의 외관을 가공함으로써 최종 브레이크 피스톤(10)이 완성될 수 있게 된다.
물론, 전술된 기계 가공시에는 성형품(30)의 외주면에 대한 디버링 작업도 함께 수행하는데, 이때 상기 성형품(30)은 버어가 존재하지 않도록 가공되었기 때문에 상기 디버링 작업을 생략하거나 혹은, 극히 간단하게만 수행하여도 된다.
결국, 본 발명의 실시예에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법은 평판의 금속 소재를 이용하여 냉간 판재성형 공법을 통해 브레이크 피스톤에 제조될 수 있도록 함에 따라 에너지 소모량을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 작업 시간의 단축 및 제조 단가의 절감을 이룰 수 있다.
더욱이, 본 발명의 실시예에 따른 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법은 냉간 판재성형시 펀치가 방사상으로 이동 가능한 복수의 분할펀치(112)로 구성함으로써 브레이크 피스톤(10)을 이루는 각 단차부(12,13)의 모서리 부위에 대한 소재 유동이 원활히 이루어질 수 있게 되어 해당 모서리 부위에 대한 성형 불량이 방지될 수 있으며, 냉간 판재성형에 의해 황삭 작업을 생략할 수 있을 정도의 치수에 이르기까지 정밀한 성형을 수행할 수 있기 때문에 후공정 시간의 단축을 이룰 수 있다는 추가적인 장점을 가진다.
10. 브레이크 피스톤 11. 중심공
12. 내주측 단차부 13. 외주측 단차부
20. 시작품 30. 성형품
31. 미성형부 100. 프레스 금형
110. 상부 펀치금형 120. 하부 다이금형
111. 피어싱펀치 112. 블랭킹펀치
200. 1차 판재성형장치 210. 상부금형부
211. 외측펀치 212. 분할펀치
213. 상부맨드릴 214. 가이드엔빌
215. 탄성지지링 220. 하부금형부
221. 상부다이 222. 하부다이
223. 슬라이드다이 224. 하부맨드릴
300. 2차 판재성형장치 400. 열처리로
500. 기계 가공장치

Claims (5)

  1. 평판형 소재를 준비하는 소재 준비단계;
    상기 준비된 소재에 중심공을 관통 성형하는 피어싱단계;
    상기 중심공이 성형된 소재를 블랭킹하여 평판 링형 제품을 제조하는 블랭킹단계;
    상기 제조된 평판 링형 제품을 냉간 판재성형하여 상기 중심공의 주변 및 외주측 부위를 각각 단차지게 형성함으로써 내주측 단차부 및 외주측 단차부가 성형된 성형품을 제조하는 냉간 판재성형단계; 그리고,
    상기 성형품을 가열한 후 냉각시키는 열처리를 수행하여 잔류응력을 제거하는 어닐링단계;를 포함하여 진행됨을 특징으로 하는 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉간 판재성형단계는
    평판 링형 제품에 각 단차부가 성형된 성형품을 제조하는 1차 냉간 판재성형단계와,
    상기 제조된 성형품을 냉간 판재성형하여 상기 성형품의 각 부위를 재차적으로 가공하는 2차 냉간 판재성형단계를 포함하여 진행됨을 특징으로 하는 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 1차 냉간 판재성형단계의 냉간 판재성형시에는 상기 평판 링형 제품을 가압할수록 중심 부위로부터 방사상으로 점차 이동되면서 상기 평판 링형 제품의 각 단차부에 대한 모서리로의 소재 유동을 유도하는 복수의 분할펀치가 적용된 판재성형장치를 이용하여 수행됨을 특징으로 하는 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법.
  4. 제 2 항 또는, 제 3 항에 있어서,
    상기 2차 냉간 판재성형단계는 성형품의 치수가 황삭 가공을 생략할 수 있을 정도의 치수에 이르기까지 점진적으로 가공되도록 복수로 수행됨을 특징으로 하는 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 블랭킹단계에서의 블랭킹펀치 외경에 대한 결정은 작업 클리어런스를 10% ~20% 사이의 범위로 적용하여 결정함을 특징으로 하는 언더 드라이브 브레이크 피스톤 제조방법.
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