KR20230119938A - 탭 플레이트 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 탭 플레이트 제조방법은, 공급된 플레이트에 대해 다단으로 드로잉 가공해서 내경을 점차적으로 줄이고 깊이를 점차적으로 늘리는 형태로 1차 예비 탭부를 성형하는 포밍(forming) 단계; 1차 예비 탭부의 저면을 천공 가공해서 2차 예비 탭부를 성형하는 피어싱(piercing) 단계; 2차 예비 탭부에 대해 단조 가공해서 높이를 줄이고 두께를 늘려 증육하는 형태로 3차 예비 탭부를 성형하는 포징(forging) 단계; 3차 예비 탭부의 내면을 리밍 가공해서 4차 예비 탭부를 성형하는 리밍(reaming) 단계; 및 4차 예비 탭부의 내면에 탭 가공해서 최종 탭부를 성형하는 탭핑(tapping) 단계;를 포함한다.

Description

탭 플레이트 제조방법{Method of manufacturing tap plate}

본 발명은 탭 플레이트 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금형 장치(Progressive Tool) 내에서 탭핑 단계 전에 리밍 단계를 삽입하여 탭 플레이트를 제조함으로써 볼트와 결합되는 나사산의 정밀도와 성능을 향상시키는 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차, 각종 산업기계의 부품들은 상호 결합을 위하여 볼트와 너트를 이용한다. 부품 형태로 성형된 플레이트들 간 결합시 너트의 장착 공간이 없거나, 너트를 파지할 수 있는 공간을 확보하기 어려운 경우, 볼트와 결합되는 너트를 플레이트에 용접 등으로 접합하여 사용하게 된다.

그런데, 성형된 플레이트에 너트를 용접 등으로 접합하는 경우 용접결함 문제, 너트와 플레이트의 결합시 위치 정렬 오류로 인한 불량 문제가 있었다. 또한, 플레이트 성형을 위한 금형 설비와 별도로 너트 용접을 위한 용접 설비가 마련되어야 하고, 금형 설비에 의한 플레이트 성형 후 성형된 플레이트를 용접 설비로 이송시켜 너트를 용접해야 하는바, 공정상 번거로운 문제가 있었다.

본 발명의 과제는 종래의 용접으로 인한 불량 문제를 해결할 수 있고 생산성을 향상시킬 수 있게 할 뿐 아니라, 나사산 산포를 개선해서 체결력 품질을 충분히 확보할 수 있게 하는 탭 플레이트 제조방법을 제공함에 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 탭 플레이트 제조방법은, 공급된 플레이트에 대해 다단으로 드로잉 가공해서 내경을 점차적으로 줄이고 깊이를 점차적으로 늘리는 형태로 1차 예비 탭부를 성형하는 포밍(forming) 단계; 1차 예비 탭부의 저면을 천공 가공해서 2차 예비 탭부를 성형하는 피어싱(piercing) 단계; 2차 예비 탭부에 대해 단조 가공해서 높이를 줄이고 두께를 늘려 증육하는 형태로 3차 예비 탭부를 성형하는 포징(forging) 단계; 3차 예비 탭부의 내면을 리밍 가공해서 4차 예비 탭부를 성형하는 리밍(reaming) 단계; 및 4차 예비 탭부의 내면에 탭 가공해서 최종 탭부를 성형하는 탭핑(tapping) 단계;를 포함한다.

여기서, 리밍 단계를 포밍 단계, 피어싱 단계, 포징 단계 및 탭핑 단계와 함께 프로그레시브 금형 내에서 순차적으로 수행할 수 있다. 또한, 리밍 단계는 펀치 브레이크 컨트롤 공정을 포함하여 금형 내의 불순물 제거가 가능하도록 한다.

본 발명에 따르면, 별도의 용접 공정 없이 나사 탭이 일체로 형성된 탭 플레이트를 제조할 수 있으므로, 종래의 용접으로 인한 불량 문제를 해결할 수 있고 생산성을 향상시킬 수 있게 한다. 또한, 본 발명에 따르면, 탭 가공될 예비 탭부의 조도 관리를 통해 나사산 산포를 개선해서 체결력 품질을 충분히 확보할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탭 플레이트 제조방법에 대한 순서도이다.
도 2는 탭 플레이트의 일 예를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 탭 플레이트를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탭 플레이트 제조방법에 대한 순서도이다. 도 2는 탭 플레이트의 일 예를 나타낸 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 탭 플레이트를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탭 플레이트 제조방법은 포밍 단계(forming step, S110), 피어싱 단계(piercing step, S120), 포징 단계(forging step, S130), 리밍 단계(reaming step, S140) 및 탭핑 단계(tapping step, S150)를 순차적으로 수행해서, 탭 플레이트(10)를 제조한다.

여기서, 탭 플레이트(10)의 일 예로는 도 2에 도시된 바와 같이, 도어 락 스트라이커(door lock striker)용 탭 플레이트에 해당할 수 있다. 탭 플레이트(10)는 플레이트(11)에 각각 나사 탭(13)을 갖는 한 쌍의 탭부(12)들이 일체로 형성되어 구성된다.

포밍 단계(S110)에서, 공급된 플레이트(11a)에 대해 다단으로 드로잉 가공해서 내경을 점차적으로 줄이고 깊이를 점차적으로 늘리는 형태로 1차 예비 탭부(12a)를 성형한다. 이때, 플레이트(11a)는 소정 길이와 소정 폭을 갖도록 재단되어 프로그레시브 금형 내로 공급될 수 있다.

추가적으로, 프로그레시브 금형 내로 공급된 플레이트(11a)에 대해 포밍 단계 이전에 프로그레시브 금형 내의 전단 금형을 이용하여 1차 커팅 가공할 수 있다. 1차 커팅 가공은 플레이트에 홈이나 구멍을 따내어 기초적인 플레이트(11a)의 형상을 만들 수 있게 한다.

이러한 플레이트(11a)에 대해 프로그레시브 금형 내의 드로잉 금형을 이용하여 1차 예비 탭부(12a)를 다단으로 연속적으로 성형한다. 이때, 직경을 달리하는 드로우 펀치를 이용하여 플레이트(11a)의 연신율에 따라 1차 예비 탭부(12a)의 내경을 점차적으로 줄이고 1차 예비 탭부(12a)의 깊이를 점차적으로 늘리는 형태로 가공해서 원통형의 1차 예비 탭부(12a)를 성형할 수 있다.

드로잉 금형을 이용한 다단 드로잉 공정 중에는 필요에 따라 아이들(idle) 공정이 포함될 수 있다. 아이들 공정은 가공을 건너뛰고 쉬는 공정으로서, 금형 강도 보강, 열확산 시간 여유 및 프레스 하중 중심 조정을 목적으로 한다.

그 다음, 피어싱 단계(S120)에서 1차 예비 탭부(12a)의 저면을 천공 가공해서 2차 예비 탭부(12b)를 성형한다. 이때, 프로그레시브 금형 내의 피어싱 금형을 이용하여 1차 예비 탭부(12a)의 저면에 구멍을 뚫어 2차 예비 탭부(12b)를 성형할 수 있다. 피어싱된 2차 예비 탭부(12b)는 저면에 구멍이 뚫린 형태로 후속되는 리밍 단계(S140)와 탭핑 단계(S150)를 거쳐 최종 탭부(12)에 나사 탭(13)을 형성할 수 있게 한다.

그 다음, 포징 단계(S130)에서, 2차 예비 탭부(12b)에 대해 단조 가공해서 높이를 줄이고 두께를 늘려 증육하는 형태로 3차 예비 탭부(12c)를 성형한다. 이때, 프로그레시브 금형 내의 단조 금형을 이용하여 2차 예비 탭부(12b)를 길이 방향으로 압축함에 따라 3차 예비 탭부(12c)의 상하 길이를 줄이고 3차 예비 탭부(12c)의 내,외면 간 두께를 늘리는 형태로 증육 가공해서 3차 예비 탭부(12c)를 성형할 수 있다. 증육된 3차 예비 탭부(12c)는 후속되는 리밍 단계(S140)와 탭핑 단계(S150)를 거쳐 성형된 탭 플레이트(10)의 체결력을 확보하기 위해 충분한 두께를 갖게 될 수 있다.

한편, 포징 단계(S130)에서는, 3차 예비 탭부(12c)의 모서리 부분을 성형하는 챔퍼(chamfer) 공정과, 3차 예비 탭부(12c) 외면의 치수 정보를 확보하기 위한 피니쉬(finish) 공정을 포함할 수 있다.

추가적으로, 포징 단계를 거친 3차 예비 탭부(12c)에 대해 프로그레시브 금형 내의 전단 금형을 이용하여 플레이트(11a)에 대해 2차 커팅 가공하여 최종 플레이트(11)를 성형할 수 있다. 2차 커팅 가공은 3차 예비 탭부(12c)의 주변에 불필요한 부분을 순차적으로 커팅해서 제거할 수 있게 한다.

그 다음, 리밍 단계(S140)에서, 3차 예비 탭부(12c)의 내면을 리밍 가공해서 4차 예비 탭부(12d)를 성형한다. 이때, 리머(reamer, 20)를 이용하여 3차 예비 탭부(12c)의 내면을 설정 조도로 다듬질하여 4차 예비 탭부(12d)를 성형할 수 있다.

단조 가공에 의한 3차 예비 탭부(12c)의 증육시 피니쉬 공정을 통해 3차 예비 탭부(12c)의 외면은 품질이 확보되나 원통 내면은 항아리 형태로 변형되어 산포가 발생할 수 있는데, 이러한 형태로 변형된 3차 예비 탭부(12c)의 내면에 대해 리밍 가공 없이 탭 가공을 할 경우, 나사산 형성이 미흡하게 되어 체결력 품질에 문제를 발생시킬 수 있다.

3차 예비 탭부(12c)가 항아리 형태로 변형되어 원통 내면의 산포가 발생되더라도, 본 실시예와 같이, 3차 예비 탭부(12c)의 내면을 리밍 가공해서 원통 내면의 조도가 향상된 형태로 4차 예비 탭부(12d)를 성형함으로써, 4차 예비 탭부(12d)에 대한 탭 가공시 나사산 산포가 개선되어 체결력 품질을 충분히 확보할 수 있다.

추가 양상으로, 리밍 단계(S140)는 펀치 브레이크 컨트롤 공정을 포함하여 금형 내의 불순물 제거가 가능하도록 한다. 여기서, 펀치 브레이크 컨트롤 공정은 가공 중 깨진 펀치 등과 같은 금형 내의 불순물을 제거할 수 있게 한다. 펀치 브레이크 컨트롤 공정은 포징 단계(S130)에 포함될 수도 있다.

리밍 단계를 포밍 단계, 피어싱 단계, 포징 단계 및 탭핑 단계와 함께 프로그레시브 금형 내에서 순차적으로 수행할 수 있다. 이와 같이, 단조 가공을 거친 3차 예비 탭부(12c)를 프로그레시브 금형으로부터 외부에 별도로 마련된 리머로 이송시켜 리밍 가공한 후 다시 프로그레시브 금형 내로 투입하지 않고, 프로그레시브 금형 내에서 리밍 가공을 연속적으로 수행하므로, C/T 축소, 원가절감, 작업공간 축소, 품질 산포 축소 등을 통해 공정 효율을 높일 수 있다.

그 다음, 탭핑 단계(S150)에서, 4차 예비 탭부(12d)의 내면에 탭 가공해서 최종 탭부(12)를 성형한다. 이때, 프로그레시브 금형 내의 탭핑 공구를 이용하여 4차 예비 탭부(12d)의 내면에 암나사 형태의 나사 탭(13)을 가공하여 최종 탭부(12)를 성형함으로써, 도 2에 도시된 바와 같이, 볼트와 결합을 위한 나사 탭(13)이 일체로 형성된 탭 플레이트(10)를 제조할 수 있다.

탭 가공 중에는 필요에 따라 아이들 가공이 포함될 수 있다. 최종 탭부(12)의 성형 후, 필요에 따라 프로그레시브 금형 내의 벤딩 공구를 이용하여 플레이트(11)에 대해 벤딩 가공할 수 있고, 프로그레시브 금형 내의 트리밍 금형을 이용하여 플레이트(11)의 불필요한 부분을 트리밍해서 최종 제품으로 탭 플레이트(10)를 완성할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예의 탭 플레이트 제조방법에 의하면, 별도의 용접 공정 없이 나사 탭(13)이 일체로 형성된 탭 플레이트(10)를 제조할 수 있으므로, 종래의 용접으로 인한 불량 문제를 해결할 수 있고 생산성을 향상시킬 수 있게 한다. 또한, 본 실시예의 탭 플레이트 제조방법에 의하면, 탭 가공될 예비 탭부의 조도 관리를 통해 나사산 산포를 개선해서 체결력 품질을 충분히 확보할 수 있게 한다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10..탭 플레이트
11..플레이트
12..탭부
13..나사 탭
12a..제1 예비 탭부
12b..제2 예비 탭부
12c..제3 예비 탭부
12d..제4 예비 탭부

Claims (3)

1. 공급된 플레이트에 대해 다단으로 드로잉 가공해서 내경을 점차적으로 줄이고 깊이를 점차적으로 늘리는 형태로 1차 예비 탭부를 성형하는 포밍(forming) 단계;
   1차 예비 탭부의 저면을 천공 가공해서 2차 예비 탭부를 성형하는 피어싱(piercing) 단계;
   2차 예비 탭부에 대해 단조 가공해서 높이를 줄이고 두께를 늘려 증육하는 형태로 3차 예비 탭부를 성형하는 포징(forging) 단계;
   3차 예비 탭부의 내면을 리밍 가공해서 4차 예비 탭부를 성형하는 리밍(reaming) 단계; 및
   4차 예비 탭부의 내면에 탭 가공해서 최종 탭부를 성형하는 탭핑(tapping) 단계;를 포함하는 탭 플레이트 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   리밍 단계를 포밍 단계, 피어싱 단계, 포징 단계 및 탭핑 단계와 함께 프로그레시브 금형 내에서 순차적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 탭 플레이트 제조방법.
3. 제2항에 있어서,
   리밍 단계는 펀치 브레이크 컨트롤 공정을 포함하여 금형 내의 불순물 제거가 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 탭 플레이트 제조방법.

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