KR0141887B1 - 복합전기 접점의 냉간압착 가공용 금형의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합전기 접점의 냉간압착 가공용 헤딩금형인 예비가공용 금형과 완성가공용 금형의 기계적 강도를 높이는 제조공정을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

그 구성은 소요 금형의 연마여유를 감안하여 소결하는 공정과, 상기 소결된 소재를 소요되는 규격으로 바깥지름을 연마하는 고정과, 랩다듬질공정을 위한 안지름을 연마하는 공정과, 초경(WC) 또는 탄소강에 니오븀카바이드(NbC) 또는 바나듐 카바이드(VC)처리하는 공정과, 편심 랩다듬질 머신 및 전용 랩다듬질 머신을 이용하여 랩다듬질을 하는 공정을 포함하여 구성되며 냉간압착 접점의 접합강도가 향상하고, 기계적 장도가 강하여 내마모성의 증가로 금형의 수명을 증대시킴으로써 금형의 재료비 절감은 물론 금형의 교환시기를 연장함으로써 생산성을 향상시키고, 금형재질의 경도증가로 접점표면조도 및 굴곡상태를 향상시키는 효과가 있는 것이다.

Description

복합전기 접점의 냉간압착 가공용 금형의 제조방법

제 1a도는 종래의 금형가공 공정을 나타낸 공정도이다.

제 1b도는 종래의 예비가공용의 금형을 나타낸 단면도 이다.

제 1c도는 종래의 완성가공용의 금형을 나타낸 단면도 이다.

제 2a도는 본 발명의 금형가공 공정을 나타낸 공정도 이다.

제 2b도는 본 발명의 에비가공용의 금형을 나타낸 단면도 이다.

제 2c도는 본 발명의 완성가공용의 금형을 나타낸 단면도 이다.

제 3a도는 종래 및 본 발명의 금형을 사용하여 가공한 전기접점의 접합강도를 비교한 실시예이다.

제 3b도는 종래 방법 및 본 발명에 의해 제조된 금형의 수명을 비교한 실시예이다.

본 발명은 복합전기 접점의 냉간압착 가공시 중요한 요소인 접합강도를 향상하기 위한 것으로, 소재 소결공정과 연마공정, 코팅공정 및 랩다듬질 공정 등으로 구성된 복합전기 접점의 냉간압착 가공용 금형의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉간압착 접점가공용으로 사용되는 금형은, SKD11-(공구강) 소재를 사용하며, 1차 소재가공(선삭) 후, 열처리, 랩다듬질(Lapping)공정을 거쳐 제조된 후, 접점가공 작업에 사용되어 왔으나 금형의 기계적 강도저하 및 냉간압착 접점의 중요한 요소인 접합강도 등의 저하로 접점의 특성유지에 많은 문제점을 갖고 있었다.

종래의 은산화카드늄(AgCdO)계, 은산화주석(AgSnO2)계등 복합전기 접점의 냉간압착 가공용으로 사용되는 예비가공용 금형과 완성가공용 금형의 제조방법을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도면 제 1a도에 나타낸 바와같이, 먼저 소요 가공금형의 열처리 변형률과 연마여유를 감안하여 가공하는 소재가공 공정과, 소재의 기계적 강도향상을 목적으로 하는 열처리공정, 랩다듬질을 하는 랩다듬질 공정을 하게 된다.

상기와 같은 방법에 의해 만들어진 도면 제 1b도에 나타낸 예비가공용 금형은, 냉간압착 접점의 특성을 결정짓는 예비가공 공정(예비가공용 형을 이용한 접점의 에비가공공정)에서 예비가공 금형 입구의 어프로치(Approach)(도면 제 1b도에서는 A로 표시)각이 날카롭지 못하고 기계적 강도가 약하기 때문에 조기에 마모됨으로써 복합전기 접점의 최대 문제점인 클래드(Clad) 접점의 접합강도에 취약한 문제가 있었다.

그리고 상기와 같은 방법에 의해 만들어진 도면 제 1c도에 나타낸 완성가공용 금형에서는, 코너(Corner)부의 면취각(도면 제 1C에서 r로 표시)에 의해 접점 헤딩가공시 형성되는 접점의 머리부는 금형의 기계적 강도가 약하여 정확한 형성을 기대하기 어려우며, 상기 예비가공 금형과 완성가공 금형은 기계적 강도가 약하여 수명저하 및 잦은 금형 교환으로 작업성의 저해요인으로 작용하는 문제점이 있었다.

또한 복합전기 접점이 냉간압착 가공용 헤딩 머신에 의해 고속 가공되는 점을 감안할 때 종래의 공정에 의한 방법은 금형의 기계적 강도가 약한 관계로 수명이 짧은 문제점이 있으며 복합전기 접점을 성형하는 금형의 어프로치각 부위가 쉽게 마모됨으로써 접점재료의 마찰저항이 증가되어 베이스재와 접점재의 밀착강도(접합강도)가 떨어지는 문제가 발생하였다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기위해 창출한 것으로 복합전기 접점의 냉간압착 가공시 중요한 요소인 결합강도를 향상시키며, 금형의 기계적 강도를 강하게 하기 위하여, 금형의 제조에 있어서 소재의 소결공정과 연마공정, 코팅공정 및 립다듬질 공정 등을 포함하여 형성된 냉간압착 가공용 금형 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 본 발명의 목적을 달성시키기 위한 제조방법을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 금형의 제조방법을 도면 제 2a도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

소요 금형의 연마여유를 감안하여 소재를 소결한다.

복합전기 접점의 외관치수 및 편심, 평면도를 유지하기 위해 소결된 소재를 소요되는 규격으로 연마한다.

다음으로 금형의 기계적 강도를 높이기 위해, 본 발명의 금형소재로써 초경(WC) 또는 탄소강을 사용하며, 특별히 탄소강을 사용할 경우에는 탄소강에 니오븀 카바이드(NbC)나 바나듐 카바이드(VC)를 코팅처리한다.

다음으로 냉간압착접점의 성형부의 치수, 타발각도, 면취가공, 표면조도, 표면굴곡, 회관흠집, 버르(burr)등 유해한 결함을 최소화하고 접점의 접합강도 유지를 목적으로, 편심 랩다듬질 머신을 이용하여 1차 랩다듬질하고 전용 랩다듬질 머신을 이용하여 2차 랩다듬질하는 랩다듬질 가공을 행한다. 여기서, 특별히 금형의 소재로써 탄소강을 이용할 경우에는 상기 상기 소결공정을 행할 필요가 없다.

상기의 방법에 의해 만들어진 예비가공을 금형 및 완성가공용 금형은 기계적 강도가 강하며, 도면 제 2b도 및 도면 제 2c도에 나타낸 바와 같이, 접점 제조시에 예비가공용 금형에서는 A로 표시한 어프로치각이 정확하게 형성됨으로써 클래드 접점의 접합강도가 우수하고, 완성가공용 금형에서는 r로 표시한 코너부의 면취각이 정확하게 형성됨으로서 접점의 우수한 특성을 유지하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 예비가공용 금형과 완성가공용 금형을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면 제 2b도에 표시한 예비가공용 금형에서, Φd1은 입구 안지름을 나타내는 것으로 제품지름 및 접합강도에 영향을 주고, Φd2는 머리지름을 나타내는 것으로 접점의 접합강도향상 및 머리지름에 영향을 주고, Φd3는 안지름으로써 핀 및 스프링을 부착하게 되고, Φd4는 바깥지름으로써 금형 홀더를 부착하는 규격이며, θ1은 타발각도로서 접점의 접합강도와 접점층 단면상태를 결정하는 요소이다.

A는 금형입구의 어프로치(Approach)각으로써 정확하고 날카롭게 형성된다.

도면 제 2c도에 표시한 완성가공용 금형에서, ΦD와 L는 각각 바깥지름과 갈이이고, Φd는 머리지름으로서 접점의 머리지름부를 성형하는 규격이고, T는 머리높이로서 접점의 머리높이를 결정하는 규격이고, R은 표면상태로서 플래트 혹은 라운드의 상태를 구분하는 규격이고, r은 면취각으로서 클래드접점의 접합강도와 표면상태를 결정하는 요소이며 θ3는 제품 측면각도로서 제품의 녹아우트(Knock Out)를 원활하게 유지하게 한다.

도면 제 2도와 관련하여 본 발명의 금형 제조방법 및 그 구조를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 소요되는 금형의 연마여유를 감안하여 소재를 소결한다. 그후 소결된 소재를 소요되는 규격으로 연마한다. 예를들어, 예비가공용 금형의 경우 소요되는 규격으로 바깥지름을 연마하고 성형에 연관된 안지름부를 랩다듬질 가공을 위하여 1차로 연마한다. 상기 연마가 끝나면 금형의 소재인 탄소강에 니오븀 카바이드(NbC)나 바나듐 카바이드(VC)를 코팅처리한다.

그후 편심 랩다듬질 머신으로 1차 랩다듬질하고 전용 립다듬질 머신을 이용하여 2차 랩다듬질하는 랩다듬질 가공을 행한다. 여기서, 금형소개로 탄소강을 이용할경우는 소결공정이 불필요하며, 금형소재로써 초경(WC)을 사용할 경우는 니오븀 카바이드(NbC)나 바나듐 카바이드(VC)를 코팅하는 공정을 생략해도 좋다.

상기와 같은 공정으로 제조되는 금형의 구조중 에비가공용 금형은 어프로치각(A)을 정확하게 형성하고, 완성가공용 금형의 면취각(r)을 정확하게 형성하여 베이스재와 접점재의 밀착강도(접합강도)를 증가시킨다.

도면 제 3a도는 종래 금형 제조방법에 의해 만들어진 금형과 본 발명에 의해 만들어진 금형을 사용하여 가공한 전기접점의 접합강도를 비교한 실시예로서, 본 발명에 의해 만들어진 금형을 사용하여 가공한 전기접점의 접합강도가 종래 방법에 의해 만들어진 금형에 의한 전기접점의 접합강도에 비해 높다는 것을 알 수 있다.

도면 제 3b도는 종래 금형 제조방법에 의해 만들어진 금형과 본 발명에 의해 만들어진 금형의 수명을 나타낸 실시예로서, 본 발명에 의해 만들어진 금형의 수명이 종래 방법에 의해 만들어진 금형의 수명 비해 높다는 것을 알 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 제조방법에 의해 만들어진 금형은, 가공옹력을 용이하게 흡수함으로써 냉간압착 접점의 접합강도를 향상하고, 기게적 정도가 강하여 내마모성의 증가로 금형의 수명을 증대시킴으로써 금형의 재료비 절감은 물론, 금형의 교환시기를 연장함으로써 생산성을 향상시키고, 금형재질의 정도증가로 접점표면조도 및 굴곡상태를 향상시키는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 예비가공용 금형과 완성가공용 금형을 포함하여 이루어진 냉간압착 가공용 금형의 제조방법에 있어서,

   상기 금형의 소재는 탄소강으로 이루어지며,

   소재를 소요되는 규격으로 연마하는 공정과,

   금형의 경도 향상을 위해서, 탄소강에 니오븀 카바이드(NbC)나 바나듐 카바이드(VC)를 코팅처리하는 코팅공정과,

   편심 랩다듬질 머신으로 1차 랩다듬질한 후, 전용 립다듬질 머신을 이용하여 2차 랩다듬질하는 랩다듬질(Lapping)공정을 포함하여, 예비가공용 금형과 완성가공용 금형을 제조하는 것을 특징으로 하는 복합전기 접점의 냉간압착 가공용금형의 제조방법.
2. 에바가공용 금형과 완성가공용 금형을 포함하여 이루어진 냉간압착 가공용 금형의 제조방법에 있어서,

   상기 금형의 소재는 초경(WC)으로 이루어지며,

   소요 금형의 연마여유를 감안하여 소재를 소결하는 공정과,

   상기 소결된 소재를 소요되는 규격으로 연마하는 공정과,

   편심 랩다듬질 머신으로 1차 랩다듬질한 후, 전용 랩다듬질 머신을 이용하여 2차 랩다듬질하는 랩다듬질(Lapping) 공정을 포함하여, 예비가공용 금형과 완성가공용 금형을 제조하는 것을 특징으로 하는 복합전기 접점의 냉간압착 가공용 금형의 제조방법.