KR20180009416A - 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법 및 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법에 있어서, 원통형 블랭크(B)를 제조하는 준비 단계(S10)와; 상기 블랭크(B)를 어닐링 열처리하여 연화시키는 제1 열처리 단계(S20)와; 상기 연화 열처리된 블랭크(B)를 피막 처리제로 피막 처리하는 제1 피막 단계(S30)와; 피막 처리된 상기 블랭크(B)를 제1 상부 펀치부(110)와 제1 하부 다이부(150)로 구성된 제1 단조 금형으로 가압하여, 원주벽부(1)의 중간에 내장실(1a)가 형성되고 상부는 개구되고 하부는 바닥벽(5)이 형성된 성형체(S)를 냉간 단조에 의해 제조하는 제1 단조 단계(S40);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법에 관한 것이다.

Description

차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법 및 제조장치 { Universial Joint Outer Cup Producing Device }
본 발명은 냉간 단조에 의한 특수차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 제조장치에 관한 것이다.
종래의 등록특허 제10-1089554호(유니버셜조인트의 크로스-스파이더 폐쇄 단조장치 및 그 방법)은 소재의 하부를 지지하는 지지어셈블리와; 소재의 상측으로부터 소재에 압력을 가하는 프레스어셈블리와; 상기 지지어셈블리와 프레스어셈블리 사이에 구비되며, 소재의 전후좌우 측면을 감싸는 4개의 측면다이를 포함하는 구성을 가지며; 상기 4개의 측면다이에는, 내측 부분에 경사지게 형성되어, 인접한 측면다이와 접하는 조립면과; 상기 조립면의 단부에 형성되며, 상기 지지어셈블리 및 프레스어셈블리의 단부와 접하는 원호면과; 상기 원호면의 중앙 부분으로부터 외측으로 함몰 형성되며, 제품의 몸체부 테두리의 형상과 대응되는 테두리홈과; 길이방향으로 관통 형성되며, 일단에는 제품의 날개부가 수용되어 형성되도록 안내하는 날개홀과; 일면이 절개된 평면으로 이루어지는 슬립면과; 외측단에 부분에 형성되며, 상하로 가로지르도록 형성되는 상하홈;이 구비됨을 특징으로 하는 유니버셜조인트의 크로스-스파이더 폐쇄 단조장치를 개시한다.
종래에 유니버설 조인트의 부품들은 대부분 열간 단조를 통해 생산되어 왔다. 열간 단조란 1000~1250 ℃의 고온에 강을 가열해 변형 저항을 적게 하여 작은 힘으로 큰 변형을 주어 조형을 쉽게 할 수 있도록 하는 것과 단련효과를 더해 재질의 개선 강화를 꾀하는 단조방법의 하나로서 생산속도가 빠르므로 생산성이 좋고 복잡한 형상의 성형이 용이하다. 열간 단조는 복잡한 형상부품을 용이하게 성형할 수 있으나 고온이기 때문에 탈탄, 표면불량, SCALE에 의한 타흔 등의 결점과 고온작업 때문에 환경 악화의 문제가 있다.
또한, 상금형(MPRESSION)에 살을 충만시키기 위해 제품중량의 약 20~30 % 여분의 소재를 사용하여 FLASH를 발생시키는 점도 큰 문제이다. 소재와 가열에 불요한 비용이 드는 것과 운반 작업도 고온이며 중량물이므로 타흔 등의 발생방지에 많은 설비를 필요한다. FLASH의 발생 때문에 투영 면적이 크게 되어 대형의 기계가 필요하게 되므로 고액의 설비비가 필요한 문제점이 있다.
본 발명은 냉간 단조에 의해 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵을 제조함으로써 재료를 절약할 수 있을 뿐만 아니라 제품의 치수 정밀도가 좋아져 부품을 용이하게 설계 및 생산하여 호환성을 높일 수 있고 단류선의 끊김이 없어 기계적 성질이 열간 단조에 비해 높으며 표면 조도가 좋아져 불필요한 추가 가공을 없애고 생산품의 품질을 높일 수 있는 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치를 제공하기 위함이다.
본 발명은 가공 전(前)이나 가공 중간의 전용로에 의한 구상화소둔, 윤활처리의 특성 때문에 공장의 설비 수는 감소하고 레이 아웃(lay out)이 간결하게 되어 부품 운반의 로스(loss)가 적은 공정으로 생산할 수 있는 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치를 제공하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 BURR 발생을 최소화한 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법은,
차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법에 있어서,
원통형 블랭크(B)를 제조하는 준비 단계(S10)와;
상기 블랭크(B)를 어닐링 열처리하여 연화시키는 제1 열처리 단계(S20)와;
상기 연화 열처리된 블랭크(B)를 피막 처리제로 피막 처리하는 제1 피막 단계(S30)와;
피막 처리된 상기 블랭크(B)를 제1 상부 펀치부(110)와 제1 하부 다이부(150)로 구성된 제1 단조 금형으로 가압하여,
원주벽부(1)의 중간에 내장실(1a)가 형성되고 상부는 개구되고 하부는 바닥벽(5)이 형성된 성형체(S)를 냉간 단조에 의해 제조하는 제1 단조 단계(S40);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상부 펀치부(110)는, 프레스에 의해 승강되는 상부 프레임(111)과, 상기 상부 프레임(111)에 장착되는 상부 펀치 홀더부(114)와, 상기 상부 펀치 홀더(113)의 내측에 장착되는 중공의 상부 펀치 가이드(115)와. 상기 펀치 가이드(115)에 내삽되고 상기 펀치 홀더부(113)에 장착되는 상부 펀치(117),를 포함하여 구성되고,
상기 하부 다이부(120)는, 상기 상부 펀치 홀더부(113)의 하부에 대향되게 위치하여 하부다이(122)를 지지하며 중심에 중심실(121a)이 형성된 하부 프레임(121)과, 상기 하부다이 프레임(121)의 중심에 장착 결합된 하부다이(122)와, 상기 하부다이(122)의 중앙에 움푹 패여 하부다이 내벽부(123)에 의해 둘러싸인 몸체 성형실(123a)과, 상기 하부 프레임(121)의 중심실(121a)에 삽입되어 몸체 성형실(123a)의 하부를 지지하는 원통형 카운터 펀치(124)와, 상기 하부 프레임(121)의 내부 공간에 위치하여 상기 카운터 펀치(124)를 승강시키는 이젝터(127),를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 경우, 냉간 단조에 의해 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵을 제조함으로써 재료를 절약할 수 있을 뿐만 아니라 제품의 치수 정밀도가 좋아져 부품을 용이하게 설계 및 생산하여 호환성을 높일 수 있고 단류선의 끊김이 없어 기계적 성질이 열간 단조에 비해 높으며 표면 조도가 좋아져 불필요한 추가 가공을 없애고 생산품의 품질을 높일 수 있는 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치가 제공된다.
본 발명에 따른 경우 가공 전(前)이나 가공 중간의 전용로에 의한 구상화소둔, 윤활처리의 특성 때문에 공장의 설비 수는 감소하고 레이 아웃(lay out)이 간결하게 되어 부품 운반의 로스(loss)가 적은 공정으로 생산할 수 있는 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치가 제공된다. 또한, 본 발명은 BURR 발생을 최소화한 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법에 의 제조된 성형체 사진.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치 조립도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치 중 상부 펀치 홀더부(외측 홀더) 상세도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치 중 상부 펀치 홀더부(중간 홀더) 상세도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치 중 상부 펀치 가이드 상세도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치 중 상부 펀치 상세도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치 중 하부 다이 상세도.
이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법 및 제조장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법에 의 제조된 성형체 사진, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치 조립도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치 중 상부 펀치 홀더부 상세도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치 중 상부 펀치 가이드 상세도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치 중 상부 펀치 상세도, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치 중 하부 다이 상세도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법은, 원통형 블랭크(B)를 제조하는 준비 단계(S10)와, 상기 블랭크(B)를 어닐링 열처리하여 연화시키는 제1 열처리 단계(S20)와, 연화 열처리된 블랭크(B)를 피막 처리제로 피막 처리하는 제1 피막 단계(S30)를 포함한다. 다음으로, 피막 처리된 상기 블랭크(B)를 상부 펀치부(110)와 하부 다이부(150)로 구성된 단조 금형으로 가압하여, 원주벽부(1)의 중간에 내장실(1a)가 형성되고 상부는 개구되고 하부는 바닥벽(5)이 형성된 성형체(S)를 냉간 단조에 의해 제조하는 단조 단계(S40)가 진행된다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법에서, 상부 펀치부(110)는, 프레스에 의해 승강되는 상부 프레임(111)과, 상부 프레임(111)에 장착되는 상부 펀치 홀더부(114)와, 상부 펀치 홀더(113)의 내측에 장착되는 중공의 상부 펀치 가이드(115)와, 펀치 가이드(115)에 내삽되고 상기 펀치 홀더부(113)에 장착되는 상부 펀치(117)를 포함하여 구성된다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법에서, 하부 다이부(120)는, 상부 펀치 홀더부(113)의 하부에 대향되게 위치하여 하부다이(122)를 지지하며 중심에 중심실(121a)이 형성된 하부 프레임(121)과, 하부다이 프레임(121)의 중심에 장착 결합된 하부다이(122)와, 하부다이(122)의 중앙에 움푹 패여 하부다이 내벽부(123)에 의해 둘러싸인 몸체 성형실(123a)과, 하부 프레임(121)의 중심실(121a)에 삽입되어 몸체 성형실(123a)의 하부를 지지하는 원통형 카운터 펀치(124)와, 하부 프레임(121)의 내부 공간에 위치하여 상기 카운터 펀치(124)를 승강시키는 이젝터(127)를 포함하여 구성된다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법에서, 원통형 카운터 펀치(124)의 하부를 지지하는 카운터 펀치 지지블록(125)을 더 포함하여 구성된다. 카운터 펀치 지지블록(125)의 하면을 이젝터(127)가 가압하여 카운터 펀치 지지블록(125) 및 원통형 카운터 펀치(124)가 상승하여 성형체(S)가 하부다이(122)로부터 분리되는 것이 바람직하다.
도 1, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 펀치 가이드(115)는, 상부의 몸체링부(115a)와 상기 몸체링부(115a)보다 내경이 더 작게 형성되는 하부의 가이드링부(115b)와 상기 몸체링부(115a)와 가이드링부(115b)를 사이에서 아래로 갈수록 좁아지는 경사부(115c)를 포함하여 구성되고, 가이드링부(115b)의 내주면이 상기 상부 펀치(117)의 외주면과 접면된다.
기능에 대하여 설명한다. 프레스 하강시 가이드링부(115b)는 상부 펀치(117)의 선단과 함꼐 몸체 성형실(123a)로 진입한다. 상부 펀치(117)의 선단이 블랭크(B)를 가압하여 하강함에 따라 내장실(1a)이 성형됨과 동시에 원주벽부(1)가 상승하면서 상기 가이드링부(115b)를 상향으로 밀어올린다. 가이드링부(115b)는 상부 펀치(117)의 가압에 의해 작용하는 블랭크(B)로부터 반력에도 불구하고 상부 펀치(117)의 중심에 흐트러지지 않게 내벽부(123)에 지지되면서 상부 펀치(117)를 가이드하는 기능을 수행한다.
도 1, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 펀치(117)는, 상하로 길게 형성된 중간 몸체부(117b)와, 중간 몸체부(117b)의 상단에서 확장되어 더 큰 직경을 형성하는 펀치 걸림부(117a)와, 중간 몸체부(117b)의 하면 중심에서 더 작은 직경으로 돌출 형성된 심부 돌출부(117b)를 포함하여 구성된다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 펀치 홀더부(114)는, 중간 내벽에 제1 걸림턱(112a)이 형성된 중공형 외측 홀더(112)와, 상기 중공형 외측 홀더(112)에 내삽되며 상기 제1 걸림턱(112a)에 대응되게 형성된 제2 걸림턱(113)이 내벽의 중간부분에 형성되고, 상부에 제3 걸림턱(113b)이 형성된 중공형 중간 홀더 (113)와, 중간 홀더 (113)의 상단 공간에 위치하여 하부가 상기 제3 걸림턱(113b)의 상부에 지지되고 상부 펀치(117)를 파지하는 상부 내측 홀더(116)를 포함하여 구성된다.
본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.
아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.
110 : 상부 펀치부
111 : 상부 프레임
113 : 상부 펀치 홀더
114 : 상부 펀치 홀더부
115 : 상부 펀치 가이드(115)와.
117 : 상부 펀치
120 : 하부 다이부
121 : 하부 프레임
122 : 하부다이
123a : 몸체 성형실
124 : 원통형 카운터 펀치
127 : 이젝터

Claims (7)

  1. 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법에 있어서,
    원통형 블랭크(B)를 제조하는 준비 단계(S10)와;
    상기 블랭크(B)를 어닐링 열처리하여 연화시키는 제1 열처리 단계(S20)와;
    상기 연화 열처리된 블랭크(B)를 피막 처리제로 피막 처리하는 제1 피막 단계(S30)와;
    피막 처리된 상기 블랭크(B)를 상부 펀치부(110)와 하부 다이부(150)로 구성된 제1 단조 금형으로 가압하여,
    원주벽부(1)의 중간에 내장실(1a)가 형성되고 상부는 개구되고 하부는 바닥벽(5)이 형성된 성형체(S)를 냉간 단조에 의해 제조하는 단조 단계(S40);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 펀치부(110)는,
    프레스에 의해 승강되는 상부 프레임(111)과,
    상기 상부 프레임(111)에 장착되는 상부 펀치 홀더부(114)와,
    상기 상부 펀치 홀더(113)의 내측에 장착되는 중공의 상부 펀치 가이드(115)와.
    상기 펀치 가이드(115)에 내삽되고 상기 펀치 홀더부(113)에 장착되는 상부 펀치(117),
    를 포함하여 구성되고,

    상기 하부 다이부(120)는,
    상기 상부 펀치 홀더부(113)의 하부에 대향되게 위치하여 하부다이(122)를 지지하며 중심에 중심실(121a)이 형성된 하부 프레임(121)과,
    상기 하부다이 프레임(121)의 중심에 장착 결합된 하부다이(122)와,
    상기 하부다이(122)의 중앙에 움푹 패여 하부다이 내벽부(123)에 의해 둘러싸인 몸체 성형실(123a)과,
    상기 하부 프레임(121)의 중심실(121a)에 삽입되어 몸체 성형실(123a)의 하부를 지지하는 원통형 카운터 펀치(124)와,
    상기 하부 프레임(121)의 내부 공간에 위치하여 상기 카운터 펀치(124)를 승강시키는 이젝터(127),를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 원통형 카운터 펀치(124)의 하부를 지지하는 카운터 펀치 지지블록(125)을 더 포함하여 구성되고,
    상기 카운터 펀치 지지블록(125)의 하면을 이젝터(127)가 가압하여 카운터 펀치 지지블록(125) 및 원통형 카운터 펀치(124)가 상승하여 성형체(S)가 하부다이(122)로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 상부 펀치 가이드(115)는,
    상부의 몸체링부(115a)와 상기 몸체링부(115a)보다 내경이 더 작게 형성되는 하부의 가이드링부(115b)와 상기 몸체링부(115a)와 가이드링부(115b)를 사이에서 아래로 갈수록 좁아지는 경사부(115c)를 포함하여 구성되고,
    상기 가이드링부(115b)의 내주면이 상기 상부 펀치(117)의 외주면과 접면되는 것을 특징으로 하는 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 상부 펀치(117)는,
    상하로 길게 형성된 중간 몸체부(117b)와,
    상기 중간 몸체부(117b)의 상단에서 확장되어 더 큰 직경을 형성하는 펀치 걸림부(117a)와,
    상기 중간 몸체부(117b)의 하면 중심에서 더 작은 직경으로 돌출 형성된 심부 돌출부(117b),
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 상부 펀치 홀더부(114)는,
    중간 내벽에 제1 걸림턱(112a)이 형성된 중공형 외측 홀더(112)와,
    상기 중공형 외측 홀더(112)에 내삽되며 상기 제1 걸림턱(112a)에 대응되게 형성된 제2 걸림턱(113)이 내벽의 중간부분에 형성되고, 상부에 제3 걸림턱(113b)이 형성된 중공형 중간 홀더 (113)와,
    상기 중간 홀더 (113)의 상단 공간에 위치하여 하부가 상기 제3 걸림턱(113b)의 상부에 지지되고 상부 펀치(117)를 파지하는 상부 내측 홀더(116),
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조방법.
  7. 상부 펀치부(110)와 하부 다이부(150)로 구성되되,
    상부 펀치부(110)는,
    프레스에 의해 승강되는 상부 프레임(111)과,
    상기 상부 프레임(111)에 장착되는 상부 펀치 홀더부(114)와,
    상기 상부 펀치 홀더(113)의 내측에 장착되는 중공의 상부 펀치 가이드(115)와.
    상기 펀치 가이드(115)에 내삽되고 상기 펀치 홀더부(113)에 장착되는 상부 펀치(117),
    를 포함하여 구성되고,

    하부 다이부(120)는,
    상기 상부 펀치 홀더부(113)의 하부에 대향되게 위치하여 하부다이(122)를 지지하며 중심에 중심실(121a)이 형성된 하부 프레임(121)과,
    상기 하부다이 프레임(121)의 중심에 장착 결합된 하부다이(122)와,
    상기 하부다이(122)의 중앙에 움푹 패여 하부다이 내벽부(123)에 의해 둘러싸인 몸체 성형실(123a)과,
    상기 하부 프레임(121)의 중심실(121a)에 삽입되어 몸체 성형실(123a)의 하부를 지지하는 원통형 카운터 펀치(124)와,
    상기 하부 프레임(121)의 내부 공간에 위치하여 상기 카운터 펀치(124)를 승강시키는 이젝터(127),를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 유니버셜 조인트 아웃터 컵 냉간 단조 제조장치.
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