WO2017195957A1 - 튜브요크 제조용 성형핀 - Google Patents

튜브요크 제조용 성형핀 Download PDF

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WO2017195957A1
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tube
spline
forming
mold
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황태민
박상균
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(주)성진포머
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Definitions

  • the present invention relates to a molding pin for producing a tube yoke, more specifically, a tube yoke for producing a yoke can be quickly produced tube yoke formed with a spline through the forging process, can prevent the distortion of the spline shape distortion It relates to a forming pin.
  • the driven shaft when the driven shaft is not in the same line and is inclined at a predetermined angle with respect to a rotating main shaft such as a steering shaft of a vehicle or a propulsion shaft that transmits the power of the engine, or the same axis, the power of the main shaft is driven. It is configured to facilitate delivery to.
  • FIG. 1 is a perspective view of a conventional tube yoke, the tube yoke is composed of a yoke portion 2 and a shaft 3 coupled to the lower portion of the yoke portion 2.
  • the yoke part 2 and the shaft 3 were manufactured separately, and then the tube yoke was manufactured by welding the lower part of the yoke 2 and the upper part of the shaft 3.
  • the conventional tube yoke which manufactures the yoke portion and the shaft by welding, as described above, has the trouble of producing the knuckle portion and the shaft in a separate device, and thus, the equipment cost increases, and the knuckle by the heat during welding Deformation such as warpage of the part or shaft may occur, and the welding part is vulnerable, and thus has a problem in that it is not firmly used.
  • the tube yoke formed integrally with the yoke portion and the shaft portion may be manufactured in a forging process, and the spline formation may be manufactured through a separate processing process, which is excessive in production time. In addition to the increase, manufacturing costs are rising.
  • Patent Registration 10-0767105 (Registration Date October 08, 2007)
  • An object of the present invention for solving the problems according to the prior art can be quickly produced tube yoke, the spline is formed in the tube portion through the forging process, the molding for manufacturing the tube yoke that can prevent the distortion of the spline distortion In providing a pin.
  • Tube pin manufacturing pins of the present invention for solving the above technical problem is a forming pin formed on the outer circumferential surface to form a spline inside the tube portion of the tube yoke consisting of the tube portion and the yoke, the longitudinal direction of the forming pin
  • the spline portion corresponding to one side is formed with a land portion protruding along the outer circumferential direction.
  • the land portion may include a first land portion formed at one end in the longitudinal direction of the forming pin and a second land portion formed at a position spaced apart from the first land portion to the other side.
  • the protruding height of the first land portion may be formed to be higher than that of the second land portion.
  • the present invention as described above has the advantage that it is possible to quickly manufacture a tube yoke, the spline is formed in the tube portion through a forging process.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a conventional tube yoke.
  • FIG. 2 is a view showing the tube yoke manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a view showing a center groove forming mold of the tube yoke manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a view showing a primary back extrusion molding mold of the tube yoke manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a second back extrusion molding mold of the tube yoke manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a pre-yoke molding mold of the tube yoke manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a yoke forming mold of the tube yoke manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a view showing a spline molding mold of the tube yoke manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 9 to 11 is a view showing a process of forming a spline through the spline molding mold of the tube yoke manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a view showing a forming pin provided in the spline molding mold of the tube yoke manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • the terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • Tube yoke production apparatus (A) according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 2, the center groove molding mold 110, the first back extrusion molding mold 120, the second back extrusion molding mold ( 130), the preliminary yoke molding mold 140, the yoke molding mold 150, and a spline molding mold (160).
  • center groove molding mold 110 The above-described center groove molding mold 110, the first back extrusion molding mold 120, the second back extrusion molding mold 130, the preliminary yoke molding mold 140, the yoke molding mold 150 and the spline molding mold 160 ) Are supplied to each of the materials to be molded at the same time is formed together.
  • the first material is molded in the center groove forming mold 110 and then supplied to the first back extrusion molding mold 120 through a moving device, wherein the new second material is moved together with the movement of the first material. Simultaneously supplied to the center groove forming mold 110.
  • the first material is molded in the first back extrusion molding mold 120 and then supplied to the second back extrusion molding mold 130, in which the second material with the movement of the first material is the first back extrusion molding.
  • a new new third material is simultaneously supplied to the center groove forming mold 110.
  • one material is the center groove molding mold 110, the first back extrusion molding mold 120, the second back extrusion molding mold 130, the preliminary yoke molding mold 140, the yoke molding mold 150 ) And the spline molding mold 160 is sequentially transported and formed, as well as the material is continuously supplied and molded.
  • the molding operation of 160 is configured to be performed together at one time, and the plurality of materials which have been molded in the corresponding mold are respectively configured to be moved together and supplied to the mold of the next process by the moving device.
  • the center groove forming mold 110 As described above, while the material is continuously supplied, the center groove forming mold 110, the first back extrusion molding mold 120, the second back extrusion molding mold 130, the preliminary yoke molding mold 140, and the yoke Since the molding operations of the molding mold 150 and the spline molding mold 160 are performed together at one time, and all molding operations are performed at once, one cycle operation of the tube yoke manufacturing apparatus A according to an embodiment of the present invention (punch It is possible to manufacture one finished product for each movement), which moves to die and forms the material and then returns.
  • center groove molding mold 110 the center groove molding mold 110, the first back extrusion molding mold 120, the second back extrusion molding mold 130, the preliminary yoke molding mold 140, the yoke molding mold 150, the spline molding mold An outline of the structure of 160 is described.
  • the center groove forming mold 110 presses one side of the material supplied to the center groove forming die 111 and the center groove forming die 111 to receive the cut material. It is configured to include a punch 113 to the center groove is molded on one side.
  • the center groove may be molded through a die pin 111P provided in the center groove forming die 111.
  • the center groove may be formed on one side of the material during one cycle operation of the center groove molding mold 110.
  • the first back extrusion molding mold 120 is disposed adjacent to the center groove forming mold 110, and as shown in FIG. 4, the center groove forming mold 110. Pressurize the material supplied through the primary back-extrusion molding die 121 and the primary back-extrusion molding die 121 to receive the material formed through a separate transfer device (not shown) to one side of the material It is configured to include a die pin 121P for back extrusion molding the tube portion formed with the inner diameter hole.
  • Primary back extrusion may be achieved as the punch 123 presses on the top of the material.
  • the tube portion having an inner diameter hole formed on one side of the material may be back-extruded to be molded.
  • the second back extrusion molding mold 130 is disposed adjacent to the first back extrusion molding mold 120, and the first back extrusion molding mold is illustrated in FIG. 5. Insert the material formed through the mold 120 into the inner back hole of the material supplied to the secondary back extrusion molding die 131 and the secondary back extrusion molding die 131 supplied through a separate transfer device (not shown). It is configured to include a die pin (131P) for back extrusion molding so that the length of the tube portion is increased.
  • a separate transfer device not shown. It is configured to include a die pin (131P) for back extrusion molding so that the length of the tube portion is increased.
  • Secondary back extrusion may be achieved as the punch 133 presses onto the top of the material.
  • the length of the tube portion formed on one side of the material may be rear extruded to be molded.
  • the pre-yoke molding mold 140 is disposed adjacent to the second back extrusion molding mold 130, and as shown in FIG. 6, the second back extrusion molding mold ( 130 is a guide groove on the other side of the material by pressing the material supplied to the pre-yoke molding die 141 and the pre-yoke molding die 141 that is supplied through a separate transport device (not shown) It comprises a punch 143 for molding the formed pre yoke portion.
  • the pre-yoke molding die 141 is provided with a die pin 141P inserted into the inner diameter hole.
  • the pre yoke portion for forming the yoke portion on the other side of the raw material may be molded.
  • the yoke forming mold 150 is disposed adjacent to the pre yoke forming mold 140 as shown in FIG. 2, and is molded through the pre yoke forming mold 140 as shown in FIG. 7. And a punch 153 for pressing the material supplied to the yoke forming die 151 to form the yoke by pressing the supplied material through a separate transfer device (not shown).
  • the yoke molding mold 150 is provided with a die pin (151P) to be inserted into the inner diameter hole to complete the shape of the inner diameter hole.
  • the yoke portion may be formed on the other side of the raw material during one cycle of the yoke forming mold 150.
  • the spline molding mold 160 is disposed adjacent to the yoke molding mold 150, and as illustrated in FIG. 8, the material molded through the yoke molding mold 150.
  • the forming pin 161P having a spline forming die 161 supplied through a separate conveying device and a spline portion 161P-a formed on an outer circumferential surface to be inserted into the tube portion to form a spline SP inside the tube portion. It is configured to include).
  • the spline SP may be formed inside the tube part of the material.
  • the length of the spline portion (161P-a) of the forming pin (161P) is formed longer than the depth of the inner diameter hole of the tube portion.
  • a cross section of the spline portion 161P-a of the forming pin 161P is alternately formed with a concave recess and a convex convex portion, in particular, one side in the longitudinal direction of the forming pin 161P.
  • Land portions L1 and L2 protruding along the outer circumferential direction are formed in the spline portion 161P-a corresponding to the spline portion 161P-a.
  • the land parts L1 and L2 may include a first land part L1 and a first land part formed at one end of the molding pin 161P in the longitudinal direction. It consists of a second land portion (L2) formed at a position spaced apart from the other side in L1, the protruding height of the first land portion (L1) is formed to be higher than the second land portion (L2).
  • a portion of the material inside the tube portion may have a portion that does not exceed the yield strength.
  • the portion still has the property of remaining in the elastic region to return to its original shape, and for this reason, there is a problem that the shape of the spline SP may be molded poorly.
  • the first land portion L1 discharges a portion of the material inside the tube portion remaining in the elastic region in the process of forming the spline SP while the forming pin 161P is inserted into the tube portion to return to the original shape.
  • SP shape of the spline
  • forming pin 161P As the forming pin 161P is inserted into the tube portion, a portion of the material is lower than the protrusion height of the first land portion L1 after the first land portion L1 passes (see FIG. 13). Returning to 'R') is partially restored, but in the process of discharging the forming pin (161P) is to press the part again restored to make plastic deformation.
  • the structure does not have the first land portion (L1)
  • the forming pin (161P) when the forming pin (161P) is inserted into the tube portion, part of the raw material does not exceed the yield strength when discharged to restore some elasticity to its original shape to form a bad spline
  • the first land portion (L1) by applying a strain so that the spline is formed twice, it is possible to make the shape of the spline (SP) is good so that plastic deformation is made in the entire portion.
  • the second land portion L2 is inserted into the spline portion 161P-a formed by the first land portion L1 while the forming pin 161P is inserted into the tube portion and then discharged. It serves to guide the discharge of the forming pin (161P), the shape of the spline (SP) by the second land portion (L2) can be formed better.
  • Tube yoke manufacturing method the tube yoke forging molding process (S100), including the spline forging molding process (S200).
  • the tube yoke forging molding process is a process of forming a tube yoke consisting of a tube portion and a yoke portion by inserting a material into a die and pressing with a punch.
  • the center groove forming process (S110) and the first back extrusion It may be made of a molding process (S120), a second back extrusion molding process (S130), a preliminary yoke forming process (S140) and a yoke forming process (S150).
  • tube yoke forging molding consisting of a center groove forming process (S110), a first back extrusion molding process (S120), a second back extrusion molding process (S130), a preliminary yoke forming process (S140), and a yoke forming process (S150).
  • S110 center groove forming process
  • S120 first back extrusion molding process
  • S130 second back extrusion molding process
  • S140 preliminary yoke forming process
  • S150 a yoke forming process
  • the center groove forming step (S110) is a process of supplying the cut material to the center groove forming die and pressing the punch to form the center groove on one side of the material.
  • the center groove forming process (S110) may be performed through the above-described center groove forming mold 110.
  • the first back extrusion molding process (S120) is a process of forming a tube part having an inner diameter hole formed on one side of the material by moving the die pin forward after supplying the material to the first back extrusion molding die.
  • the first back extrusion molding process S120 may be performed through the first back extrusion molding mold 120 described above.
  • the secondary back extrusion molding step (S130) is a process of forming the tube portion on one side of the material is increased by moving the die pin forward after supplying the material to the secondary back extrusion molding die.
  • the second back extrusion molding process S130 may be performed through the second back extrusion molding mold 130 described above.
  • the preliminary yoke forming step (S140) is a process of supplying the raw material to the preliminary yoke forming die and pressing the punch to form a preliminary yoke portion having a guide groove formed on the other side of the raw material.
  • the preliminary yoke forming process S140 may be performed through the preliminary yoke forming mold 140 described above.
  • the yoke forming step (S150) is a process of supplying the material to the yoke forming die and pressing with a yoke forming punch to make the yoke part and at the same time completely forming the inner diameter hole with a die pin.
  • the yoke molding process S150 may be performed through the yoke molding mold 150 described above.
  • the tube consisting of the center groove forming step (S110), the first back extrusion molding step (S120), the second back extrusion molding step (S130), the preliminary yoke forming step (S140) and the yoke forming step (S150).
  • S100 the yoke forging molding process
  • the spline forging process (S200) is carried out, specifically, the spline forging process (S200) is a forming pin (161P-a) formed on the outer circumferential surface ) Is a step of forming a spline (SP) inside the tube portion to be inserted into the tube portion of the tube yoke.
  • the spline forging molding process S200 may be performed through the spline molding mold 160 described above.
  • a concave recess and a convex convex portion are alternately formed, and a spline corresponding to one side in the longitudinal direction of the forming pin 161P.
  • Land portions L1 and L2 protruding along the outer circumferential direction are formed at the convex portions of the portions 161P-a.
  • the land parts L1 and L2 are formed at a position spaced apart from the first land part L1 and the first land part L1 formed at one end in the longitudinal direction of the molding pin 161P. It comprises a land portion (L2), the protruding height of the first land portion (L1) is formed to be higher than the second land portion (L2).
  • the length of the spline portion 161P-a of the forming pin 161P is formed longer than the depth of the inner diameter hole of the tube portion.

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Abstract

본 발명은 단조 공정을 통해 튜브부에 스플라인이 형성된 튜브요크를 빠르게 제조할 수 있고, 스플라인의 형상이 뒤틀리는 왜곡을 방지할 수 있는 튜브요크 제조용 성형핀에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 튜브요크 제조용 성형핀은, 튜브부와 요크부로 이뤄진 튜브요크의 튜브부 내측에 스플라인을 성형하기 위해 외주면에 스플라인부가 형성된 튜브요크 제조용 성형핀으로서, 상기 성형핀의 길이방향 일측에 대응하는 스플라인부에는 외주방향을 따라 돌출된 랜드부가 형성된다.

Description

튜브요크 제조용 성형핀
본 발명은 튜브요크 제조용 성형핀에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 단조 공정을 통해 튜브부에 스플라인이 형성된 튜브요크를 빠르게 제조할 수 있고, 스플라인의 형상이 뒤틀리는 왜곡을 방지할 수 있는 튜브요크 제조용 성형핀에 관한 것이다.
일반적인 요크는 자동차의 스티어링이나 엔진의 동력을 전달하는 추진축 등과 같이 회전되는 주축에 대하여 종동축이 동일선상에 있지 않고 소정각도 기울어지게 배치되거나 또는 동일선상에 배치되는 경우 상기 주동축의 동력을 종동축에 원활히 전달하고자 하도록 구성된다.
도 1은 종래 튜브요크의 사시도로서, 상기 튜브요크는 요크부(2)와 상기 요크부(2)의 하부에 결합되는 샤프트(3)로 구성된다.
종래 튜브요크의 경우, 요크부(2)와 샤프트(3)를 별도로 제작한 후 요크브(2)의 하부와 샤프트(3)의 상부를 용접하여 튜브요크를 제작하였다.
그러나, 상술한 바와 같이 요크부와 샤프트를 용접에 의해 제작하는 종래의 튜브요크는 별도의 장치에서 너클부와 샤프트를 제작하여야 하는 번거로움이 있고, 이로 인해 설비비가 증대되며, 용접시 열에 의해 너클부 또는 샤프트의 뒤틀림 등과 같은 변형이 발생될 수 있으며, 용접부위는 취약하므로 사용시 견고하지 못한 문제점을 가지고 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자, 요크부와 샤프트부가 일체로 형성된 튜브요크에 대해 개시된 바 있다.
그러나, 요크부와 샤프트부가 일체로 형성된 튜브요크의 경우에는 튜브요크 내면에 스플라인을 형성하기가 어려워서, 스플라인을 형성한 후 교정을 하는 등의 추가 공정이 필요한 단점이 있었다.
또한, 상술한 바와 같이 스플라인 형성의 어려움으로 인하여, 요크부와 샤프트부가 일체로 형성된 튜브요크는 단조공정에서 제작하고, 스플라인 형성은 별도의 가공공정을 통해 제작하는 경우가 있는데, 이는 제작시간의 과도한 증가뿐만 아니라 제조원가 상승이라는 문제점을 유발하고 있다.
(선행기술문헌)
등록특허 10-0767105(등록일자 2007년10월08일)
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 단조 공정을 통해 튜브부에 스플라인이 형성된 튜브요크를 빠르게 제조할 수 있고, 스플라인의 형상이 뒤틀리는 왜곡을 방지할 수 있는 튜브요크 제조용 성형핀을 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 튜브요크 제조용 성형핀은, 튜브부와 요크부로 이뤄진 튜브요크의 튜브부 내측에 스플라인을 성형하기 위해 외주면에 스플라인부가 형성된 성형핀으로서, 상기 성형핀의 길이방향 일측에 대응하는 스플라인부에는 외주방향을 따라 돌출된 랜드부가 형성된다.
바람직하게, 상기 랜드부는 상기 성형핀의 길이방향 일측 단부에 형성된 제1랜드부와 상기 제1랜드부에서 타측으로 이격된 위치에 형성된 제2랜드부를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1랜드부의 돌출 높이는 상기 제2랜드부보다 높도록 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 단조 공정을 통해 튜브부에 스플라인이 형성된 튜브요크를 빠르게 제조할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 튜브부의 스플라인의 형상이 뒤틀리는 왜곡을 방지할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 종래 튜브요크를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 튜브요크 제조장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 튜브요크 제조장치의 중심홈 성형금형을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 튜브요크 제조장치의 1차 후방압출 성형금형을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 튜브요크 제조장치의 2차 후방압출 성형금형을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 튜브요크 제조장치의 예비요크 성형금형을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 튜브요크 제조장치의 요크성형금형을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 튜브요크 제조장치의 스플라인 성형금형을 도시한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 튜브요크 제조장치의 스플라인 성형금형을 통해 스플라인을 형성하는 과정을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 튜브요크 제조장치의 스플라인 성형금형에 구비된 성형핀을 도시한 도면이다.
도 13은 도 12의 A-A 단면을 도시한 도면이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.
제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 일실시예에 따른 튜브요크 제조장치(A)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 중심홈 성형금형(110), 1차 후방압출 성형금형(120), 2차 후방압출 성형금형(130), 예비요크 성형금형(140), 요크성형금형(150), 스플라인 성형금형(160)을 포함하여 구성된다.
상술한 중심홈 성형금형(110), 1차 후방압출 성형금형(120), 2차 후방압출 성형금형(130), 예비요크 성형금형(140), 요크성형금형(150) 및 스플라인 성형금형(160)에 각각 성형하고자 하는 소재가 각각 공급되어 동시에 함께 성형이 이뤄진다.
예를 들어, 제1소재가 중심홈 성형금형(110)에서 성형된 후 이동장치를 통해 1차 후방압출 성형금형(120)으로 공급되는데, 이때, 제1소재의 이동과 함께 새로운 제2소재가 중심홈 성형금형(110)으로 동시에 공급된다.
또한, 제1소재가 1차 후방압출 성형금형(120)에서 성형된 후 2차 후방압출 성형금형(130)으로 공급되는데, 이때, 제1소재의 이동과 함께 제2소재가 1차 후방압출 성형금형(120)으로 동시에 공급됨은 물론 새로운 새로운 제3소재가 중심홈 성형금형(110)으로 동시에 공급된다.
상술한 바와 같이, 하나의 소재가 중심홈 성형금형(110), 1차 후방압출 성형금형(120), 2차 후방압출 성형금형(130), 예비요크 성형금형(140), 요크성형금형(150) 및 스플라인 성형금형(160)을 따라 순차적으로 이송되면서 성형이 이루어짐은 물론, 소재가 연속적으로 공급되어 성형되도록 구성된다.
즉, 상기 중심홈 성형금형(110), 1차 후방압출 성형금형(120), 2차 후방압출 성형금형(130), 예비요크 성형금형(140), 요크성형금형(150) 및 스플라인 성형금형(160)의 성형동작이 일시에 함께 이뤄지도록 구성됨과 함께 해당 금형에서 성형을 마친 복수의 소재가 각각 이동장치에 의해 다음 공정의 금형으로 일시에 함께 이동되어 공급되도록 구성되는 것이다.
상술한 바와 같이, 소재가 연속적으로 공급됨과 함께 상기 중심홈 성형금형(110), 1차 후방압출 성형금형(120), 2차 후방압출 성형금형(130), 예비요크 성형금형(140), 요크성형금형(150) 및 스플라인 성형금형(160)의 성형동작이 일시에 함께 이뤄져 모든 성형동작이 단번에 이뤄지기 때문에, 본 발명의 일실시예에 따른 튜브요크 제조장치(A)의 1싸이클 동작(펀치가 다이스로 이동하여 소재를 성형한 후 복귀하는 1회의 동작)마다 하나의 완성품을 제작할 수 있게 된다.
이하에서는, 상기 중심홈 성형금형(110), 1차 후방압출 성형금형(120), 2차 후방압출 성형금형(130), 예비요크 성형금형(140), 요크성형금형(150), 스플라인 성형금형(160)의 구조에 대해 개략적으로 살펴본다.
상기 중심홈 성형금형(110)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 절단된 소재를 공급받는 중심홈 성형 다이스(111) 및 상기 중심홈 성형 다이스(111)에 공급된 소재의 일측을 가압하여 소재 일측에 중심홈이 성형되게 하는 펀치(113)를 포함하여 구성된다.
상기 중심홈은 상기 중심홈 성형 다이스(111)에 구비된 다이핀(111P)을 통해 성형될 수 있다.
상기 중심홈 성형금형(110)의 1싸이클 동작 시 소재의 일측에 중심홈이 형성될 수 있게 된다.
상기 1차 후방압출 성형금형(120)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 중심홈 성형금형(110)과 이웃하여 배치되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 중심홈 성형금형(110)을 통해 성형된 소재를 별도의 이송장치(미도시)를 통해 소재를 공급받는 1차 후방압출 성형 다이스(121) 및 상기 1차 후방압출 성형 다이스(121)로 공급된 소재를 가압하여 소재 일측에 내경홀이 형성된 튜브부를 후방압출성형하는 다이핀(121P)을 포함하여 구성된다.
1차 후방압출은 펀치(123)가 소재의 상부를 가압함에 따라 이뤄질 수 있다.
상기 1차 후방압출 성형금형(120)의 1싸이클 동작 시 소재의 일측에 내경홀이 형성된 튜브부가 후방압출되어 성형될 수 있게 된다.
상기 2차 후방압출 성형금형(130)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 1차 후방압출 성형금형(120)과 이웃하여 배치되며, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 1차 후방압출 성형금형(120)을 통해 성형된 소재를 별도의 이송장치(미도시)를 통해 공급받는 2차 후방압출 성형 다이스(131) 및 상기 2차 후방압출 성형 다이스(131)에 공급된 소재의 내경홀로 삽입되어 상기 튜브부의 길이가 증가되도록 후방압출성형하는 다이핀(131P)을 포함하여 구성된다.
2차 후방압출은 펀치(133)가 소재의 상부를 가압함에 따라 이뤄질 수 있다.
상기 2차 후방압출 성형금형(130)의 1싸이클 동작 시 소재의 일측에 형성된 튜브부의 길이가 증가되도록 후방압출되어 성형될 수 있게 된다.
상기 예비요크 성형금형(140)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 2차 후방압출 성형금형(130)과 이웃하여 배치되며, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 2차 후방압출 성형금형(130)을 통해 성형된 소재를 별도의 이송장치(미도시)를 통해 공급받는 예비요크 성형 다이스(141) 및 상기 예비요크 성형 다이스(141)에 공급된 소재를 가압하여 상기 소재의 타측에 안내홈이 형성된 예비요크부를 성형하는 펀치(143)를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 예비요크 성형 다이스(141)에는 상기 내경홀에 삽입되는 다이핀(141P)이 구비된다.
상기 예비요크 성형금형(140)의 1싸이클 동작 시 소재의 타측에 요크부를 성형하기 위한 예비요크부가 성형될 수 있게 된다.
상기 요크성형금형(150)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 예비요크 성형금형(140)과 이웃하여 배치되며, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 예비요크 성형금형(140)을 통해 성형된 소재를 별도의 이송장치(미도시)를 통해 공급받는 요크성형 다이스(151), 상기 요크성형 다이스(151)에 공급된 소재를 가압하여 요크부를 성형하는 펀치(153)를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 요크성형금형(150)에는 상기 내경홀에 삽입되어 내경홀의 형상을 완성시키기 위한 다이핀(151P)이 구비된다.
상기 요크성형금형(150)의 1싸이클 동작 시 소재의 타측에 요크부가 성형될 수 있게 된다.
상기 스플라인 성형금형(160)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 요크성형금형(150)과 이웃하여 배치되며, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 요크성형금형(150)을 통해 성형된 소재를 별도의 이송장치를 통해 공급받는 스플라인 성형 다이스(161) 및 상기 튜브부의 내부로 삽입되어 상기 튜브부의 내측에 스플라인(SP)을 성형하도록 외주면에 스플라인부(161P-a)가 형성된 성형핀(161P)을 포함하여 구성된다.
상기 스플라인 성형금형(160)의 1싸이클 동작 시 소재의 튜브부의 내측에 스플라인(SP)이 형성될 수 있게 된다.
상기 스플라인 성형금형(160)에 대해 더욱 구체적으로 살펴보면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 성형핀(161P)의 스플라인부(161P-a)의 길이는 상기 튜브부의 내경홀의 깊이보다 길게 형성된다.
또한, 상기 성형핀(161P)의 스플라인부(161P-a)의 단면은 오목한 요부(凹部)와 볼록한 철부(凸部)가 교번적으로 형성되고, 특히, 상기 성형핀(161P)의 길이방향 일측에 대응하는 스플라인부(161P-a)에는 외주방향을 따라 돌출된 랜드부(L1, L2)가 형성된다.
구체적으로, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 랜드부(L1, L2)는 상기 성형핀(161P)의 길이방향 일측 단부에 형성된 제1랜드부(L1)와 상기 제1랜드부(L1)에서 타측으로 이격된 위치에 형성된 제2랜드부(L2)로 이뤄지며, 상기 제1랜드부(L1)의 돌출 높이는 상기 제2랜드부(L2)보다 높도록 형성된다.
예컨데, 상기 성형핀(161P)이 튜브부의 내측으로 완전하게 삽입이 완료된 후 배출하여 스플라인(SP)을 성형하는 경우에, 튜브부 내측의 소재 일부분은 항복강도를 넘지 못하는 부분이 있을 수 있으며, 이러한 부분은 여전히 탄성영역에 남아서 원래의 형상으로 되돌아가려는 성질을 가지고 있고, 이러한 이유로 스플라인(SP)의 형상이 양호하지 못하게 성형될 수 있는 문제가 있다.
상기 제1랜드부(L1)는 상기 성형핀(161P)이 튜브부로 삽입되면서 스플라인(SP)이 형성되는 과정에서 튜브부 내측의 소재 일부분이 탄성영역에 남아 일부 원래의 형상으로 되돌아 간 부분을 배출되는 과정에서 다시 한번 정치수의 스플라인(SP) 형상이 성형될 수 있도록 힘을 가하여 변형시켜 줌에 따라 탄성영역에 남아 있던 부분이 소성변형되도록 하는 기능을 한다.
구체적으로, 상기 성형핀(161P)이 상기 튜브부로 삽입되면서, 상기 제1랜드부(L1)가 지나간 이후에 소재의 일부가 제1랜드부(L1)의 돌출높이보다 낮은 직경부(도 13의 'R')로 되돌아 가서 일부 복원이 되지만, 상기 성형핀(161P)이 배출하는 과정에서 일부 복원된 해당 부분을 다시 한번 가압하여 소성변형이 되도록 하는 것이다.
즉, 제1랜드부(L1)가 없는 구조라면 성형핀(161P)이 튜브부로 삽입된 후 배출 시 소재의 일부분이 항복강도를 넘지 못해 원래의 형상으로 일부 탄성복원되어 양호하지 않은 스플라인이 형성될 수 있지만, 제1랜드부(L1)를 구성함에 따라 2회에 걸쳐 스플라인이 형성되도록 하는 변형을 가해줌으로써 전체적인 부분에서 소성변형이 이뤄지도록 하여 스플라인(SP)의 형상이 양호하도록 할 수 있는 것이다.
한편, 상기 제2랜드부(L2)는 상기 성형핀(161P)이 상기 튜브부로 삽입된 후 배출되는 중 상기 제1랜드부(L1)에 의해 형성된 스플라인부(161P-a)에 삽입된 상태로 상기 성형핀(161P)의 배출을 가이드하는 역할을 하며, 이러한 제2랜드부(L2)에 의해 스플라인(SP)의 형상이 더욱 양호하게 형성될 수 있다.
이하, 상술한 바와 같은 튜브요크 제조장치(A)를 이용한 튜브요크 제조방법에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 튜브요크 제조방법은, 튜브요크 단조성형공정(S100), 스플라인 단조성형공정(S200)을 포함하여 구성된다.
상기 튜브요크 단조성형공정(S100)은 소재를 다이스에 삽입하고 펀치로 가압하여 튜브부와 요크부로 이뤄진 튜브요크를 성형하는 공정으로서, 예를들어, 중심홈 성형공정(S110), 1차 후방압출 성형공정(S120), 2차 후방압출 성형공정(S130), 예비요크 성형공정(S140) 및 요크성형공정(S150)으로 이뤄질 수 있다.
먼저, 중심홈 성형공정(S110), 1차 후방압출 성형공정(S120), 2차 후방압출 성형공정(S130), 예비요크 성형공정(S140) 및 요크성형공정(S150)으로 이뤄진 튜브요크 단조성형공정(S100)에 대하여 설명하도록 한다.
상기 중심홈 성형공정(S110)은 절단된 소재를 중심홈 성형 다이스로 공급한 후 펀치로 가압하여 소재 일측에 중심홈이 성형되게 하는 공정이다.
예를 들어, 상기 중심홈 성형공정(S110)은 전술한 중심홈 성형금형(110)을 통해 이뤄질 수 있다.
상기 1차 후방압출 성형공정(S120)은 상기 소재를 1차 후방압출 성형 다이스로 공급한 후 다이핀을 전진이동시켜 소재 일측에 내경홀이 형성된 튜브부가 성형되게 하는 공정이다.
예를 들어, 상기 1차 후방압출 성형공정(S120)은 전술한 1차 후방압출 성형금형(120)을 통해 이뤄질 수 있다.
상기 2차 후방압출 성형공정(S130)은 상기 소재를 2차 후방압출 성형 다이스에 공급한 후 다이핀을 전진이동시켜 소재 일측의 튜브부의 길이가 증가되도록 성형하는 공정이다.
예를 들어, 상기 2차 후방압출 성형공정(S130)은 전술한 2차 후방압출 성형금형(130)을 통해 이뤄질 수 있다.
상기 예비요크 성형공정(S140)은 상기 소재를 예비요크 성형 다이스에 공급한 후 펀치로 가압하여 소재 타측에 안내홈이 형성된 예비요크부가 성형되게 하는 공정이다.
예를 들어, 상기 예비요크 성형공정(S140)은 전술한 예비요크 성형금형(140)을 통해 이뤄질 수 있다.
상기 요크성형공정(S150)은 상기 소재를 요크성형 다이스에 공급한 후 요크성형펀치로 가압하여 요크부가 성형되게 함과 동시에, 다이핀으로 내경홀을 완전하게 성형하는 공정이다.
예를 들어, 상기 요크성형공정(S150)은 전술한 요크성형금형(150)을 통해 이뤄질 수 있다.
상술한 바와 같이, 중심홈 성형공정(S110), 1차 후방압출 성형공정(S120), 2차 후방압출 성형공정(S130), 예비요크 성형공정(S140) 및 요크성형공정(S150)으로 이뤄진 튜브요크 단조성형공정(S100)을 통해 튜브부와 요크부로 이뤄진 튜브요크를 성형할 수 있다.
상기 튜브요크 단조성형공정(S100) 이후에, 스플라인 단조성형공정(S200)이 진행되며, 구체적으로, 상기 스플라인 단조성형공정(S200)은 외주면에 스플라인부(161P-a)가 형성된 성형핀(161P)이 상기 튜브요크의 튜브부 내부로 삽입되도록 하여 상기 튜브부의 내측에 스플라인(SP)을 성형하는 공정이다.
예를 들어, 상기 스플라인 단조성형공정(S200)은 전술한 스플라인 성형금형(160)을 통해 이뤄질 수 있다.
상기 성형핀(161P)의 스플라인부(161P-a)의 단면은 오목한 요부(凹部)와 볼록한 철부(凸部)가 교번적으로 형성되며, 상기 성형핀(161P)의 길이방향 일측에 대응하는 스플라인부(161P-a)의 철부에는 외주방향을 따라 돌출된 랜드부(L1, L2)가 형성된다.
특히, 상기 랜드부(L1, L2)는 상기 성형핀(161P)의 길이방향 일측 단부에 형성된 제1랜드부(L1)와 상기 제1랜드부(L1)에서 타측으로 이격된 위치에 형성된 제2랜드부(L2)를 포함하여 구성되며, 상기 제1랜드부(L1)의 돌출 높이는 상기 제2랜드부(L2)보다 높도록 형성된다.
또한, 상기 성형핀(161P)의 스플라인부(161P-a)의 길이는 상기 튜브부의 내경홀의 깊이보다 길게 형성된다.
상술한 바와 같은 성형핀(161P)의 랜드부(L1, L2)의 형상, 스플라인부(161P-a)의 길이에 대해서는 튜브요크 제조장치(A)에서 이미 설명하였으므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.

Claims (3)

  1. 튜브부와 요크부로 이뤄진 튜브요크의 튜브부 내측에 스플라인을 성형하기 위해 외주면에 스플라인부가 형성된 튜브요크 제조용 성형핀으로서,
    상기 성형핀의 길이방향 일측에 대응하는 스플라인부에는 외주방향을 따라 돌출된 랜드부가 형성된 튜브요크 제조용 성형핀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 랜드부는 상기 성형핀의 길이방향 일측 단부에 형성된 제1랜드부와 상기 제1랜드부에서 타측으로 이격된 위치에 형성된 제2랜드부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 튜브요크 제조용 성형핀.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1랜드부의 돌출 높이는 상기 제2랜드부보다 높도록 형성된 것을 특징으로 하는 튜브요크 제조용 성형핀.
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