KR0157691B1 - 커넥팅 로드의 제조방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단조품인 커넥팅 로드의 열간 코이닝(COINING:교정)후의 단조공정에 관한 것으로, 종래에는 커넥팅 로드를 에어 드롭 헤머에서 단조하여 제품으로 출하하기 까지의 제조공정이 복잡하고, 후공정이 너무 많아 단조후 공정의 과부하로 인한 생산성이 저하됨은 물론, 제조원가가 상승되는 등의 문제점이 있었던 바, 본 발명은 단조후 거치는 트리밍 프레스에 트리밍 금형과 열간 코이닝 장치를 함께 설치하여 트리밍과 동시에 열간 코이닝을 하여 직진도 확보와 단조품의 적정가공 여유율을 확보할 수 있도록 함으로서, 후 공정을 감소시킴으로서 생산성 향상 및 원가를 절감할 수 있는 단조물의 제작방법.

Description

커넥팅 로드의 제조방법 및 장치

제1도는 종래의 커넥팅 로드의 제작 공정도이다.

제2도는 본 발명에 실시예에 따른 커넥팅 로드의 제작 공정도이다.

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 커넥팅 로드의 제조장치를 도시한 정면도이다.

제4도는 본 발명의 실시예에 따른 커넥팅 로드의 제조장치의 작동상태를 예시한 요부 정면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 상형다이 2 : 하형다이

3 : 상형코잉(COINING) 4 : 하형코잉(COINING)

5 : 스톱퍼 6 : 스프링

7 : 실린더

본 발명은 커넥팅 로드(connecting rod)의 제조방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 커넥팅 로드를 단조 후에 실시하는 트리밍(trimming) 공정시에 열간 코이닝(coining)을 함께 함으로써 전체적인 제작 공정수를 줄이고, 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 커넥팅 로드의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 에어 드롭 헤머(air drop hammer)를 이용하여 단조를 행하여 금속물을 성형하는 경우에, 금속물 자체의 정확한 직진도 확보가 어렵기 때무에 반드시 코이닝 공정을 실시하여야 한다. 특히, 커넥팅 로드는 제품의 특성상 직진도가 필수 요건이기 때문에 반드시 코이닝 공정을 거쳐야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래의 커넥팅 로드의 제작과정에 대하여 설명하기로 한다.

제1도는 종래의 커넥팅 로드의 제작 공정도이다. 제1도에 도시되어 있는 바와 같이 종래의 코이닝 공정을 포함하는 커넥팅 로드의 제작 공정은, 커넥팅 로드(C)를 에어 드롭 헤머를 이용하여 단조하는 단계와, 상기 단조된 제품을 트리밍 프레스를 이용하여 제품 주위에 퍼져있는 버(burr)를 제거하는 트리밍 단계와, 상기 트리밍 단계를 거친 제품을 단조소입하는 단계와, 단조소입된 제품을 열처리하는 단계와, 상기 열처리를 거친 제품을 쇼트(shot)하는 단계와, 상기 쇼트한 제품을 직진도 유지를 위해 코이닝 프레스를 이용하여 냉간상태에서 커넥팅 로드를 코이닝하는 단계와, 상기 코이닝된 제품의 균열된 부분(crack)을 찾아내기 위한 탐상작업을 시행하는 단계와, 상기 탐상단계까지 제품을 냉간 상태에서 코이닝을 하게 되면 금속재인 커넥팅 로드에 응력이 주어지게 되어 제품 자체에는 응력을 내포하게 되므로 이 응력을 제거하기 위해서 전기 열처리를 이용해 응력완화(stress-releasing) 열처리를 하는 단계와, 상기 응력완화 열처리 공정후에 커넥팅 로드 표면에 나타나는 금속표피를 제거하기 위하여 다시 쇼트를 하는 단계와, 상기 쇼트공정을 거친 제품을 방청하는 단계와, 완제품으로서 출하하는 단계를 포함하여 이루어진다.

그러나, 이와같이 커넥팅 로드를 완제품으로 제작하기 위한 종래의 제작 공정은, 그 공정수가 너무 많아서 단조후 공정의 과부하로 인하여 생산성이 저하되고, 과다한 제조원가가 소요되는 등의 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 이와같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 단조 후 거치게 되는 트리밍 프레스에 트리밍 금형과 열간 코이닝 장치를 함께 설치하여 트리밍과 동시에 열간 코이닝이 이루어지도록 함으로써 종래의 냉간 코이닝 공정과 전기 열처리에서 실시하는 응력완화공정 및 응력완화후 재쇼트공정 등을 감소시킴으로써 생산성 향상 및 원가절감을 할 수 있는 커넥팅 로드의 제조방법 및 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명의 방법의 구성은, 커넥팅 로드를 에어드롭 헤머를 이용하여 단조하는 공정과, 상기 단조된 커넥팅 로드를 트리밍 프레스의 상·하형다이에 상·하형 코이닝을 설치한 장치를 이용하여 트리밍과 코이닝 작업을 동시에 실시하는 공정과, 상기 트리밍과 코이닝된 제품을 단조소입하는 공정과, 상기 단조소입을 거친 제품을 열처리하는 공정과, 상기 열처리 공정을 거친 제품의 균열된 부분을 찾아내는 탐상작업을 시행하는 공정과, 상기 탐상단계를 거친 제품을 방청후 출하하는 공정을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명의 장치의 구성은, 트리밍 공정시 사용하는 프레스의 상·하형 다이에 상·하형 코이닝을 설치하고, 상기 상·하형 다이와 상·하형 코이닝 사이에는 실린더를 스프링에 의해서 탄력지지되도록 각각 설치되며, 상기 하형코이닝의 상면에는 커넥팅 로드의 직진도, 가공여유, 편하중 작용을 방지 및 제품을 정확히 고정시켜주는 스톱퍼를 설치함으로써 트리밍 공정시에 열간 코이닝을 동시에 실시할 수 있는 구조로 이루어진다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 커넥팅 로드의 제작 공정도를 도시한 것이고, 제3도는 본 발명의 실시예에 따른 커넥팅 로드의 제조장치를 도시한 정면도이며, 제4도는 본 발명의 실시예에 따른 커넥팅 로드의 작동상태를 예시한 요부 정면도이다.

본 발명에 의한 커넥팅 로드(C)의 단조후 실시하는 각 공정에 대해서 먼저 설명하면, 커넥팅 로드(C)를 단조한 후에 실시하는 트리밍 공정에서 열간 코이닝 공정이 동시에 이루어지도록 한 다음에, 후공정으로서 단조소입 공정을 거치게 되고, 이러한 열처리공정 및 쇼트공정을 실시한 후, 커넥팅 로드(C)의 크랙등을 검사하는 탐상공정을 거친 다음, 방청하여 출하하게 된다.

상기 트리밍 공정이란 프레스가공이나 주소(鑄造) 가공으로 생산된 제품(커넥팅 로드)의 불필요한 테두리나 핀(fin) 등을 잘라내거나 따내어 제품을 깨끗이 정형(整形)하는 작업을 말한다. 그리고, 상기 코이닝 공정이란 금속재의 거친 표면을 다이와 펀치를 이용하여 압인가공함으로써 개선하기 위한 다음질 작업을 말한다.

본 발명에서는 트리밍공정에서 사용되는 프레스장치에 코이닝장치를 설치하여 트리밍과 코이닝이 동시에 이루어지도록 하는 것으로 그 장치적인 구성을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제3도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제조장치는, 트리밍 프레스(P)에 고정되는 상형다이(1)에 상형코이닝(3)을 설치하고, 그 사이에는 스프링(6)을 설치하고, 상기 스프링(6)에는 실린더(7)가 설치되어 스프링(6)의 요동을 방지하는 구조로 이루어진다. 상기 트리밍 프레스(P)의 하단에 고정되는 하형다이(2)에는 하형코이닝(4)과 스프링(6) 및 실린더(7)를 상형과 동일하게 설치하고, 상기 스프링(6)과 기계식 실린더(7)는 상·하형에 각각 6개씩을 설치하여 그 효과를 극대화시킨다. 상기 하형코이닝(4)의 상면에는 버(burr)를 제거한 커넥팅 로드(C)의 대·소 단부의 정도를 맞추기 위한 2개의 스톱퍼(5)를 설치한다.

제4도에서의 부호 A는 단조물을 코이닝하기 위해 열간상태에서의 직경 및 두께에 따른 단조물의 신율(K900 CON ROD:0.5M/M)을 적용한 것이고, 부호 B는 기계식 실린더의 스트로크(STROKE:8-10M＼M)에 따른 이송거리를 도시한 것이다.

이와같이 구성된 본 발명은 트리밍 프레스(P)에 트리밍 금형과 열간 코이닝장치를 동시에 단취시킨 것으로, 열간 코이닝장치의 하형다이(2)는 고정되어 있고, 상형다이(1)가 상·하강 되면서 커넥팅 로드(C)를 코이닝하게 된다.

상기 트리밍 프레스(P)의 작동상태를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

커넥팅로드(C)를 하형에 위치시킨 후, 상형을 하강시키면 커넥팅 로드(C)는 상·하형 사이에서 트리밍과 코이닝작업이 동시에 실시되는데, 즉, 상·하형 코이닝(3)(4)이 먼저 맞물리면서 작동된 다음에 계속되어지는 상형의 하강에 의해 상형 다이(1)와 상형 코이닝(3)의 사이 및 하형 다이(2)와 하형 코이닝(4)의 사이에 설치된 실린더(7)와 스프링(6)에 의해서 상·하형 코이닝(3)(4)이 서로 밀리면서 트리밍과 코이닝이 동시에 이루어지게 된다. 이와같이 트리밍과 코이닝공정이 동시에 시행될 때 상기 기계식 실린더(7)는 대략 8-10M/M 정도의 작동 거리(stroke)를 갖게 되며, 열간상태에서의 직경 및 두께에 따른 신율적용을 확보할 수가 있다.

뿐만 아니라, 상기 스프링(6)은 상형다이(1)와 하형다이(2)의 상·하운동으로 접촉되었을 때 완충역할을 하고, 커넥팅 로드(C)의 탄성 변형을 막기 위해 코이닝의 적정시간을 확보하며, 스프링(6)안에 설치된 기계식 실린더(7)는 완충작용과 동시에 스프링(6)의 요동을 방지학 된다.

한편, 하형에 설치된 스톱퍼(5)는 열간상태에서의 직경 및 두께에 따른 신율을 적용해 상형이 낙하하여 제품을 코이닝할 때 정확한 직진도와 적절한 가공여유를 확보하고, 커넥팅 로드(C)의 대·소단부와 좌우의 편하중 작용을 방지하고, 제품의 위치를 정확하게 고정시켜주는 역할을 한다.

종래에는 냉간상태에서 코이닝시 발생한 응력을 응력완화공정을 통해 제거해야만 하지만, 본 발명의 열간 코이닝 장치에서는 단조후 트리밍시 열간코이닝을 실시하기 때문에 열간상태에서 받은 응력을 다음공정인 트리밍 열처리를 통해 제거하게 되어 코이닝, 응력완화공정 및 쇼트공정을 포함해 3가지 후공정을 삭감할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명은 생산성 향상과 원가 절감에 크게 기여할 수 있을 뿐만 아니라, 비조질강을 사용할 때에는 트리밍 열처리공정까지도 감소시킬 수가 있다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 트리밍 공정시 사용하는 프레스에 열간 코이닝 장치를 설치하여 트리밍과 코이닝작업을 동시에 실시함으로써 그 작업공정수를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 커넥팅 로드를 에어드롭 헤머를 이용하여 단조하는 공정과, 상기 단조된 커넥팅 로드를 트리밍 프레스의 상·하형다이에 상·하형 코이닝을 설치한 장치를 이용하여 트리밍과 코이닝 작업을 동시에 실시하는 공정과, 상기 트리밍과 코이닝된 제품을 단조소입하는 공정과, 상기 단조소입을 거친 제품을 열처리하는 공정과, 상기 열처리 공정을 거친 제품의 균열된 부분을 찾아내는 탐상작업을 시행하는 공정과, 상기 탐상단계를 거친 제품을 방청후 출하하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드의 제조방법.
2. 트리밍 공정시 사용하는 프레스의 상·하형다이에 상·하형 코이닝을 설치하고, 상기 상·하형 다이와 상·하형 코이닝 사이에는 실린더를 스프링에 의해서 탄력지지되도록 각각 설치하며, 상기 하형코이닝의 상면에는 커넥팅 로드의 직진도, 가공여유, 편하중 작용을 방지 및 제품을 정확히 고정시켜주는 스톱퍼를 설치함으로써 트리밍 공정시에 열간 코이닝을 동시에 실시할 수 있는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드의 제조장치.