KR100233637B1 - 원통형 피가공물에 테이퍼형상의 관통공을 형성하는 방법 및 공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 번의 프레스 가공에 의해 테이퍼형상을 한 관통공을 일거에 성형할 수 있는 가공방법을 제공한다.

프레스에 설치된 구멍뚫기 펀치(1)에 의해 상기 펀치(1)의 선단에 형성한 소경의 펀치부(1a)를 사용하여 피가공물에 구멍뚫기 작업을 한다. 이때 뚫려진 구멍(11)은 프레스 성형에서는 구멍의 하단부가 열려진 파단면이 되는데 상기 구멍(11)을 가이드로 하여 상기 구멍의 직경보다 약간 큰 직경을 구비하며, 또한, 테이퍼면(T)을 가진 테이퍼가공부(1b)에 의해 소성가공을 하여 구멍(11) 내면에 테이퍼면을 형성한다. 상기 소성가공을 구멍(11) 외주원부에는「변위(3a)」가 형성되지만 상기 「변위(3a)」는 구멍뚫기 펀치(1)에 형성된 압압부(1c)에 의해 발생을 방지한다. 이상 공정을 한 번의 프레스가공을 실시함으로써, 간단히 복수개의 테이퍼형상을 갖는 관통공을 성형할 수 있다.

Description

[발명의 명칭]

원통형 피가공물에 테이퍼형상의 관통공을 형성하는 방법 및 공구

[기술분야]

본 발명은 압력에 의해 피가공물에 테이퍼형상을 한 관통공을 형성하기 위하여 적절한 구멍가공방법 및 그 구멍가공용 공구에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로, 예를 들면, 로킹볼(locking ball)(施錠球體)를 이용하여, 플러그와 소켓 등을 서로 걸어잠글 수 있는 관이음에 있어서, 소켓측에 형성된 로킹볼(locking ball)을 지탱하기 위한 테이퍼구멍을 프레스 가공하는데 적절한 구멍가공방법 및 구멍가공용 공구에 관한 것이다.

[배경기술]

이하, 도면을 참조하여, 종래의 관이음에 사용되고 있는 걸어잠금기구에 관하여 설명하면, 제9도는 관이음의 단면도이다.

도면에서, 관이음은 소켓(20)과 플러그(30)로 구성되어 있으며, 유통공(33)을 갖는 플러그(30)는, 소켓(20) 측에 형성된 로킹볼(locking ball)(후술함) 체결용의 원주 홈(31)을 외면에 구비하는 대경부(大徑部)와, 그 단면에는 소켓에 삽입이 자유로운 소경부(小徑部)(32)를 갖추고 있다.

한편, 유통공(26)을 가진 소켓(20)은, 상기 플러그(30)가 삽입되는 앞쪽 원통(21)과 상기 앞쪽 원통(21)에 나사(25)에 의해 접속되는 뒤쪽 원통(21′)이 구비되어 있고, 앞쪽 원통(21) 및 뒤쪽 원통(21′)의 사이에는 패킹(22)이 배치되어 있어, 이 패킹(22)을 향한 스프링(23)의 편심력에 의해 편심운동을 하게 되는 밸브동체(valve body)(24)가 설치되어 있다. 상기 밸브동체(24)는 플러그(30)가 소켓 안으로 삽입되지 않을 때는 스프링(23)의 편심력에 의하여 패킹(22)에 맞닿아서, 상기 유통공(26)을 잠그도록 되어 있다.

또한, 앞쪽 원통(21)에는 원주방향으로 등간격의 위치에 테이퍼형상을 한 관통공(27)이 방사상 방향으로 뚫려져 있으며, 상기 테이퍼형상을 한 관통공(27) 안에는 로킹볼(28)이 끼워맞춰져 있으므로 로킹볼의 구면(球面)이 앞쪽 원통(21)의 내면을 넘어서 돌출되어 상기 플러그(30)의 외부 원주홈(31)에 체결되는 구조로 되어 있다. 또한, 앞쪽 원통(21)의 외주면에는 스프링(29a)에 의해 탄력적으로 편심 운동하는 조작 슬리브(29)가 끼워맞춰져 있으며, 상기 슬리브(29)에는 상기 로킹볼(28)을 구심방향으로 압축하는 압력면(29b)이 형성되어 있다.

조작 슬리브(29)가 스프링(29a)의 편심력에 대항하여 도면 안의 오른쪽으로 이동될 때, 플러그(30)를 소켓(20) 안으로 삽입하면 앞쪽 원통(21)에 설치된 로킹볼(locking ball)이 플러그(30) 외면에 형성된 원주홈(31) 안으로 밀고 들어가 서로 체결된다. 동시에 밸브동체(23)도 플러그(30)의 선단에 의하여 제9도상의 우측으로 밀려져 유로를 열어 줌으로써 소켓과 플러그의 유통공(26)(33)이 서로 연결된다. 한편 로킹볼(28)이 외면의 원주홈(31)에 체결된 상태에서 조작 슬리브(29)를 풀어주면 슬리브는 스프링(29a)의 편심력에 의해 제9도에 표시된 위치로 복귀되고, 조작 슬리브(29)의 압력면(29b)에 의해서 로킹볼(28)은 방사상 방향으로 안쪽을 향해 밀려져 외면의 원주홈(31)과의 체결상태가 유지된다.

상기와 같이, 종래의 관이음에서는 플러그와 소켓 등을 결합할 때 로킹볼을 이용한 체결기구를 채용하고 있다. 그리고 상기 로킹볼(28)은 일반적으로 소켓 안에 형성된 테이퍼형상의 관통공(27) 안에 수납되어 있으므로, 소켓을 조립할 때, 테이퍼형상의 관통공(27)의 작용으로 인해 로킹볼(28)이 앞쪽 원통(21)의 구심방향으로 떨어지지 않도록 되어 있다.

한편, 상기 앞쪽 원통(21)에 형성되는 테이퍼형상의 관통공(27)은 보통 앞쪽 원통의 바깥쪽 원주를 복수개로 등분한 위치에 형성되어 있으며, 종래에는 상기 테이퍼형상의 관통공을 형성하기 위해 바깥쪽 원주상에 위치 표시를 해가면서 구멍 뚫는 기계, 즉 드릴링 머신(drilling machine)이 사용되었다. 테이퍼드릴로 하나씩 구멍을 형성하여 리머로 마무리 가공을 하였다.

그러나, 테이퍼드릴과 리머를 사용하여 테이퍼형상의 관통공을 하나씩 형성하는 것은 매우 수공이 많이 소요될 뿐만아니라, 테이퍼드릴 및 리머의 수명이 비교적 짧아 드릴 및 리머의 교환횟수가 늘어나게 되어 치수관리가 부담이 되는 문제점을 갖고 있다.

[발명의 개시]

본 발명은 상기와 같은 테이퍼형상의 관통공을 프레스 가공에 의해 한꺼번에 형성할 수 있는 테이퍼형상 관통공의 가공방법 및 그 가공공구를 제공하여 상기 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다. 본 구멍 가공방법 또는 구멍 가공공구를 채용함으로써, 프레스 가공에 의해 피가공물 안에 한꺼번에 복수개의 테이퍼형상 관통공을 형성하는 것이 가능하므로 제조효율을 크게 향상할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명이 채용한 첫 번째 해결 수단에 의하면, 구멍뚫기 및 다이스 역할을 수행할 구멍을 구비한 원통형 슬리브의 외측 원주면에 피가공물을 끼워 고정시켜, 상기 다이스 구멍 보다 작은 지름을 가진 제1펀치로 이 피가공물에 뚫린 구멍을 형성하기 위해 구멍뚫기 가공을 실시한 후, 뚫린구멍을 가이드로 하여 제2펀치를 이 구멍 안으로 이동시킴으로써 상기 제2펀치로 그 뚫린 구멍에 소성가공 작업을 실시하여 테이퍼형상의 관통공을 형성하는 것을 특징으로 하는 프레스 가공에 의해 피가공물에 테이퍼형상의 관통공을 형성하는 구멍형성방법이 제공되고 있다. 상기 가공중에 상기 구멍의 주변 가장자리에 흠집(burr)이 형성되는 것이 제2펀치에 형성된 압력부에 의해 방지된다.

또한, 두 번째 해결수단에 의하면 피가공물에 테이퍼형상의 관통공을 프레스가공에 의해 형성할 때 사용되는 공구로서, 상기 공구에는 상기 피가공물에 구멍뚫기 가공용의 지름이 작은 제1펀치와, 상기 뚫린 구멍을 가이드로 사용하여 이 구멍을 소성가공시켜 테이퍼형상의 관통공으로 형성하는 제2펀치 등이 축방향으로 연속되어 형성됨을 특징으로 하는 관통공 가공용 공구이며, 또한 상기 제2펀치의 소성가공에 의하여 상기 뚫린 구멍의 주변 가장자리에 흠집(burr)이 형성되는 것을 방지하는 압력부를 상기 공구에 형성한 것이다.

또한, 세 번째 해결수단에 의하면 피가공물에 테이퍼형상의 관통공을 프레스가공에 의해 형성할 때 사용되는 공구와 다이스로서, 상기 공구에는 상기 피가공물에 구멍뚫기 가공을 하는 작은 지름의 제1펀치와 이와 같이 뚫린 구멍을 가이드로 하여 이 구멍을 소성가공시켜 테이퍼형상의 관통공으로 형성하는 제2펀치 등이 축방향으로 연속하여 형성되어 있다. 상기 다이스는 상기 공구마다 개별적으로 형성되어 있고, 테이퍼부재에 의해 피가공물 내주면에 부착되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 테이퍼형상의 관통공 가공용 공구와 다이스이다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 제1실시예에 관한 테이퍼형상의 관통공 가공방법의 설명도이다.

제2도는 상기 테이퍼형상의 관통공 가공에 사용하는 구멍뚫기 펀치의 요부확대도이다.

제3(a)도 및 제3(b)도는 각각 테이퍼형상 관통공의 확대가공 설명도이다.

제4도는 기타의 구멍뚫기 펀치의 확대가공 설명도이다.

제5도는 제2실시예에 관한 테이퍼가공방법에 사용하는 구멍뚫기 펀치와 다이스의 요부확대도이다.

제6도는 제5도중의 다이스 사시도이다.

제7도는 제3실시예에 관한 구멍뚫기 펀치의 일부단면도이다.

제8(a)도 및 제8(b)도는 각각 제7도에 표시한 구멍뚫기 펀치에 의한 확대가공 설명도이다.

제9도는 종래의 관이음의 단면도이다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

이하, 본 발명에 관한 테이퍼형상의 관통공을 형성하는 구멍가공 방법의 제1 실시예에 관하여 도면을 참조하여 설명하면, 제1도는 본 가공방법에 의해 관이음의 앞쪽 원통에 테이퍼형상의 관통공을 가공해갈 때의 설명도이다.

제2도는 본 가공방법에 사용되는 구멍뚫기 펀치의 확대정면도이고, 제3(a)도 및 제3(b)도는 상기 구멍뚫기 펀치에 의한 테이퍼형상의 관통공 가공공정의 설명도이고, 제4도는 압력부가 없는 구멍뚫기 펀치에 의한 테이퍼형상의 관통공 가공 설명도이다.

제1도에 있어서, 1은 피가공물로서의 앞쪽 원통에 테이퍼형상의 관통공을 가공하기 위한 구멍뚫기 펀치, 2는 앞쪽 원통 안에 삽입되어 상기 구멍뚫기 펀치(1)와 협동하여 테이퍼형상의 원통공을 가공하기 위해 다이스 기능을 수행하는 원통형 슬리브로서, 상기 다이스는 미끄럼 및 회전동작을 못하도록(도시되지 아니한) 지그(jig)에 의해 프레스기계의 일단에 고정되어 있다. 3은 피가공물로서의 앞쪽 원통으로서 다이스의 일단에 삽입되어 다이스의 외주면에 지탱되어 있다. 4는 다이스에 장착된 앞쪽 원통을 고정하기 위한 고정부재이다. 구멍뚫기 펀치(1)는 미끄럼 동작이 가능하도록 지그에 의해서 프레스기계(도시되어 있지 않음)의 일단에 지탱되어 있고, 구멍뚫기 펀치(1)가 전진하는 과정에서 후술하는 바와 같이 다이스(2)와 협동하여 앞쪽 원통 안에 테이퍼형상의 관통공을 형성한다.

테이퍼형상 관통공의 가공에 사용하는 구멍뚫기 펀치(1)는 제2도에서와 같이 선단부에서부터 차례로 축방향으로 펀치부(1a)(제1펀치), 테이퍼면T를 가진 테이퍼가공부(1b)(제2펀치), 압력부(1c)등이 연속하여 형성되어 있다.

상기 펀치부(1a)는 피가공물에 구멍뚫기 작업을 하는 기능을 갖고 있으며 동일한 직경의 단면원형으로 형성되어 있다.

또한, 테이퍼면(T)을 가진 테이퍼가공부(1b)는 상기 뚫린 구멍을 가이드로 하여 뚫린 구멍 안을 이동하면서 이 구멍의 내주면을 소성가공하여 테이퍼면을 형성하는 기능을 갖고 있으며, 축방향으로 소정의 길이를 가진 테이퍼면(T)과 그 테이퍼면의 최대 직경부 상단에서부터 연속하여 형성된 원주부로 구성되어 있다. 상기 원주부의 직경은 상기 펀치부(1a) 보다 더 큰 직경으로 된 단면원형으로 형성되어 있으며, 또 테이퍼면(T)의 축방향 길이는 펀치의 스토로크 등을 고려하여 필요로 하는 테이퍼형상 관통공의 형상에 맞추어 결정된다.

압력부(1c)는 소성가공중에 구멍의 주변 가장자리에 흠집(burr)이 형성되는 것을 방지하는 기능을 지니고 있으며, 이같은 목적을 위해 압력부(1c)는 피가공물의 표면형상에 맞추어서 형성하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 펀치부(1a)와 테이퍼가공부(1b)의 각각의 길이 및 압력부(1c)의 위치는 피가공물의 두께에 따라 결정된다.

피가공물의 중심부에 배치하는 다이스(2)는 구멍뚫기 작업시에 구멍뚫기 펀치(1)와 협동하여 피가공물에 구멍을 형성함과 공시에 구멍뚫을 때 발생한 금속편을 상기 구멍을 통해 기계 밖으로 배출하는 기능을 가지고 있다. 이 때문에 제3(a)도 및 제3(b)도에 표시된 바와 같이 다이스(2)에는 상기 펀치(1)의 칼날과 대응한 위치에 펀치부(1a)의 외경보다 약간 큰 직경의 구멍(2a)이 형성되어 이 구멍(2a)안에 펀치부의 칼날이 삽입될 수 있도록 되어 있다. 그리고 앞쪽 원통(3)은 다이스(2)의 바깥쪽 표면에 형성된 턱부(2b)(제1도 참조)에 맞닿는 위치에 배치되고 미끄럼 동작이 가능하게 이 다이스와 동축상에 형성된 고정부재(4)에 의하여 고정된다.

이어서, 상기 공구를 사용하여 압력에 의해 테이퍼형상 관통공을 형성하는 방법을 설명한다. 그리고 상기 관이음(제9도)의 앞쪽 원통에는 복수개의 테이퍼형상 관통공이 형성되어 있지만, 본 발명의 테이퍼형상 관통공 가공방법을 채용하여 복수개의 테이퍼형상 관통공의 위치에 맞추어 구멍뚫기 펀치를 배치함으로써 한번의 프레스 공정으로 복수개의 테이퍼형상 관통공을 동시에 형성할 수 있다. 여기에서는 테이퍼형상 관통공 하나의 가공에 주목하여 그 형성공정을 설명한다.

제3(a)도 및 제3(b)도는 피가공물로서의 앞쪽 원통에 테이퍼형상 관통공을 형성하는 방법을 설명하기 위한 확대도이다.

제3(a)도는 소경 펀치부에 의해 뚫린 구멍의 상태를 나타내고, 제3(b)도는 피가공물에 형성된 구멍을 가이드로 하여 이 구멍의 앞쪽 표면을 소성가공함으로써 테이퍼면(T)을 형성함과 동시에 소성가공시에 구멍의 가장자리에 흠집(burr)이 형성되는 것을 방지한 상태를 표시하고 있다.

처음에 소경 펀치부(1a)에 의해 피가공물(3)에 구멍 뚫는 작업을 하면, 이 때 프레스 가공으로 뚫려진 구멍(11)은 주지하는 바와 같이 제3(a)에 도시된 대로 구멍의 하단부가 벌어진 파단면이 된다.

이어서 제3(b)도에 도시된 바와 같이, 상기 구멍을 가이드로 하여 이 구멍의 직경보다 약간 큰 직경을 가지며 테이퍼면(T)을 가진 테이퍼가공부(1b)에 의해 소성가공을 실시한다. 상기 소성가공에 의해 제3(b)도에서와 같이 구멍(11) 내면에 테이퍼면(T)이 형성된다. 이 때 구멍(11) 내면에 형성되는 테이퍼면(T)의 축방향 길이는 구멍뚫기 펀치에 형성되는 테이퍼면(T)을 변경함으로써 자유롭게 바꿀 수 있다.

상기 소성가공에 수반되어 구멍(11) 가장자리에 피가공물의 변형에 의한 “흠집(burr)(3a)(제3(b)도의 점선참조)”이 형성되기 때문에 상기 흠집(burr)의 형성을 방지하지 않으면 안된다. 이 때문에 본 발명의 구멍뚫기 펀치(1)는 흠집(3a)의 형성을 방지하기 위한 압력부(1c)를 갖고 있고, 소성가공에 수반하여 흠집이 형성되어도 제3(b)도에서와 같이 테이퍼면(T)을 갖는 테이퍼가공부(1b)의 상부에 형성된 압력부(1c)에 의하여 구멍의 주변 가장자리를 누를 수 있다. 그리고 흠집(3a)의 형성을 방지하는 압력부(1c)는 피가공물의 바깥쪽 표면의 형상(바깥쪽 표면이 곡선표면이면 이 곡선표면에 어울리는 형상)에 걸맞는 형상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 이 실시예에서는 평탄한 형태의 압력부(1c)를 구비한 구멍뚫기 펀치(1)를 사용하고 있다.

또한 상기 테이퍼가공을 실시할 때 흠집(3a)의 형성과 동시에 앞쪽 원통(3)의 재료가 소성변형되면서 다이스(2)와 앞쪽 원통(3)의 사이에 있는 작은 틈, 더 나아가서 펀치(1)와 다이스(2)의 사이에 있는 작은 틈에 들어가 “불순물”을 형성하는 경우가 있다. 상기 불순물은 앞쪽 원통(3)을 다이스(2)로부터 해체할 때 다이스(2)의 모서리부(6)에 의해 보통 전단되지만, 충분히 전단되지 않고 불순물이 남아 있는 상태에서는 앞쪽 원통(3)을 관이음으로서 조립하는 경우 불순물이 관이음 조립을 방해하게 된다. 이러한 이유로 다이스(2)의 모서리부(6)에 의해 불순물을 완전히 절단할 수 있도록 모서리부(6)를 더 예리하게 형성하는 것도 필요하다.

이어서 제2실시예를 제5도를 참조하여 설명한다.

제2실시예는 다이스(2)에 관한 것이고 다이스(2)를 앞쪽 원통(3)에 형성하는 각 구멍마다 개별적으로 구성함과 동시에 위에서 설명한 불순물의 형성을 방지하기 위하여 다이스를 앞쪽 원통(3)의 내주면에 강하게 밀어붙이기 위한 프레스용 테이퍼부재(47) 등으로 구성되어 있는 점이 특징이다.

즉 제5도에서 참조번호 40은 다이스이고, 이 다시으(40)는 앞쪽 원통(3)의 원주전체 둘레를 4등분한 위치에 형성하는 구멍마다 배치되도록 구성되어 있으며, 제6도에 표시된 바와 같이 측면에서 본 형상의 U자형으로 되어 있다. U자형의 한 쪽 측면(41)에는 구멍뚫기 펀치(1)가 마음대로 미끄럼 동작할 수 있도록 구멍뚫기 펀치(1)를 지탱하는 구조의 구멍(42)이 형성되어 있으며, U자형의 다른 쪽 측면(43)에는 구멍뚫기 펀치(1)와 협동하여 앞쪽 원통(3)에 구멍을 뚫기 위한 구멍(44)이 형성되어 있다. 또한 상기 다른 쪽 측면(43)의 안쪽 표면(45)은 피가공물로서의 앞쪽 원통(3)의 내주면에 맞춘 형상으로 되어 있으며 (이 실시예에서는 내주면이 원형으로 되어 있으므로, 이것과 짜맞추기 위해 다른 쪽 측면의 안쪽 표면 45이 원형상으로 되어 있다), 또한 다른 쪽 측면(43)의 바깥쪽 표면에는 다이스(40)를 앞쪽 원통에 강하게 밀어붙임으로써 다이스(40)와 앞쪽 원통(3) 사이에 형성되는 틈을 제거하는 프레스용 테이퍼부재(47)(제5도 참조)에 대응된 테이퍼면(46)이 형성되어 있다. 그리고 도면중 참조번호 4는 고정부재이고 상기 제1실시예의 것과 구성이 같은 것이다.

상기 다이스를 사용하여 피가공물로서의 앞쪽 원통(3)에 테이퍼형상 관통공을 형성하기 위해서는 먼저 앞쪽 원통(3)을 고정부재(4)로 고정시킨 상태에서, 구멍뚫기 펀치에 대응하도록 앞쪽 원통(3)에 대한 다이스(40)의 위치를 정하여 다이스(40)를 배치하고 테이퍼부재를 밀어넣으면서 다이스(40)를 앞쪽 원통(3)에 밀어붙여 고정시킨다. 이러한 방법으로 다이스(40)를 고정한 상태에서 구멍뚫기 펀치(1)를 작동시킴으로써 제1실시예의 경우와 동일한 방법으로 앞쪽 원통(3) 안에 테이퍼 형상의 구멍을 형성할 수 있다. 이 때 다이스(40)는 상기 프레스용 테이퍼부재(47)에 의하여 앞쪽 원통(3) 측에 강하게 밀어붙여지기 때문에 다이스(40)와 앞쪽 원통(3)과의 사이의 틈이 없어지므로 불순물의 형성을 최소한으로 제어할 수 있다.

이 실시예에서 다이스(40)는 각 테이퍼형상의 구멍마다 개별적으로 배치되어 있지만, 각 다이스가 홈(slit)에 의해서 분리되어 있는 콜릿 척(collet chuck) 형상을 한 복수개의 다이스를 그 대신으로 채용할 수 있다.

제3실시예는 제7도, 제8(a)도 및 제8(b)도를 참조하여 설명한다. 제3실시예는 구멍뚫기 펀치(1)에 관한 것이고, 구멍뚫기 펀치의 압력부(1c)가 구멍뚫기 펀치(1)와 별도로 형성되어 있는 점이 특징이다.

제7도에 있어서 테이퍼형상 관통공의 가공에 사용하는 구멍뚫기 펀치(1)는 펀치보디(punch body)의 선단부에서부터 차례로 축방향으로 펀치가공부(1a)(제1펀치) 그리고 테이퍼면을 가진 테이퍼가공부(1b)(제2펀치)가 연속되어 형성되어 있으며, 또 펀치보디(punch body)의 외주면에는 미끄럼 동작이 가능한 형태로 압력부(50)가 형성되어 있다.

상기 구멍뚫기 펀치에 의해 테이퍼형상 관통공을 형성하는 방법을 설명하면, 제8(a)도는 소경 펀치가공부에 의해 구멍이 뚫려진 상태를 제8(b)도는 이와 같이 뚫려진 이 구멍을 가이드로 사용하여 소성가공함으로써 피가공물의 구멍의 내면에 테이퍼면을 형성한 다음, 소성가공시에 구멍의 외주 가장자리에 형성된 흠집(burr)을 압력부(50)가 누르고 있는 상태를 보여주고 있다.

먼저 소경 펀치가공부(1a)에 의해 피가공물에 구멍뚫기 작업을 한다. 주지하는 바와 같이 이 때 프레스가공에 의해 형성된 구멍(11)은 제8(a)도에 나타나 있듯이 구멍의 하단부가 벌려진 파단면이 된다.

이어서 제8(b)도에 도시된 바와 같이 상기 구멍(11)을 가이드로 하여 이 구멍의 직경보다 약간 더 큰 직경을 가지며 또한 테이퍼면(T)을 가진 테이퍼가공부(1b)를 이동시킴으로써 소성가공을 실시한다. 이 소성가공으로 제8(b)도에서 보여 주는 바와 같이 상기 구멍(11)의 내면에 테이퍼면이 형성된다. 그리고 이 때 구멍(11)의 내면에 형성된 테이퍼면의 축방향 길이는 구멍뚫기 펀치에 형성되는 테이퍼면(T)을 바꿈으로써 마음대로 변경할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이 소성가공과 더불어 상기 구멍(11)의 모서리에 피가공물의 변형에 의한 “흠집(burr)(3a)(제8(b)도의 점선 참조)”또는 “불순물(flush)”이 형성되지만 이것들은 상기 실시예들의 경우에서와 같이 필요에 따라 처리된다.

제3실시예의 기타 구성은 제1실시예의 구성과 동일하다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에서는 구멍뚫기 펀치 하나를 이용한 프레스가공에 의해 구멍뚫기 가공, 소성가공, 압력가공을 수행할 수 있으므로 종래의 테이퍼드릴과 리머를 사용하여 1개씩 구멍을 가공하는 작업에 비하여 그 효율성이 매우 현저하게 향상될 수 있다.

위의 실시예들에서 프레스가공에 의한 테이퍼형상 관통공의 형성방법 및 이 방법에 사용되는 공구에 대하여 설명했다. 그렇지만, 구멍뚫기 가공, 소성가공, 압력가공을 다른 공구를 사용하여 실시해도 위에 설명한 바와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 이 경우에 구멍가공용 공구의 펀치가공부의 외경과 동일한 직경을 가진 가이드부를 소성변형을 일으키는 테이퍼면의 선단에 형성해도 무방하다. 또한 제4도에 도시된 바와 같이, 압력부가 없는 구멍뚫기 펀치로 앞쪽 원통에 테이퍼형상 관통공을 형성한 다음, 구멍의 모서리에 형성된 흠집(burr) 또는 불순물을 기계 가공으로 제거해도 된다. 더욱이 관이음의 앞쪽 원통의 외경과 슬리브(29)의 내경과의 사이의 틈새(clearance)에 따라서 압력가공이 불필요하게 된다. 공구들에 관해서도 구멍뚫기 펀치, 소성가공을 다른 공구들로 수행할 수 있다. 본 발명은 관이음의 테이퍼형상 관통공의 형성에 국한되지 않고 여러 가지 형태의 테이퍼형상 관통공의 형성에 적용할 수 있다. 본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 다른 형태로 실시할 수 있다. 본 발명은 위에 설명한 예시적인 실시예들에 국한되는 것이 아님을 이해해야 한다.

[산업상의 이용 가능성]

위에서 상술한 바와 같이 본 발명에 의해 프레스가공에 의한 테이퍼형상 관통공의 형성이 가능하므로 구멍뚫기 작업효율이 크게 향상될 수 있다. 이 테이퍼형상 관통공 형성방법을 채용하게 되면, 복수개의 테이퍼형상 관통공의 위치에 맞추어 펀치를 각각 배치함으로써 1회의 프레스공정으로 복수개의 테이퍼형상 관통공을 동시에 형성할 수 있고 종래의 경우와는 달리 구멍위치를 산출해내어 색인을 붙일 필요가 없는 것이다. 본 발명의 구멍가공용 공구를 사용하면 테이퍼드릴에 의한 구멍뚫기 작업 및 리머 마무리 작업 등이 불필요하게 된다.

또한 종래와 같은 테이퍼드릴에 의한 구멍뚫기 작업에 비교하여 드릴 및 리머 교환에 따르는 치수관리도 필요없게 되며, 정밀도가 높은 테이퍼형상을 가진 관통공을 형성할 수 있다. 또한, 구멍가공시에 형성되는 “흠집(burr)”과 “불순물(flush)”을 본 발명에서는 최소화할 수 있으며, 관이음의 조립을 원활하게 실시할 수 있어 우수한 효과를 거둘 수 있는 것이다.

Claims (4)

1. 슬리브 모양 다이스(2)의 원주의 벽면에 형성된 다이스 구멍(2a)을 구비한 슬리브 모양 다이스(2)에 피가공물(3)을 끼워맞추고, 상기 다이스 구멍(2a)은 원주의 벽면의 외부 가장자리에 예리한 모서리부(6)를 구비하고; 다이스 구멍(2a)의 축방향을 따라 이동할 수 있게 구멍뚫기용 펀치(1)의 선단부에 형성되어 다이스 구멍(2a)의 직경보다 약간 작은 직경을 가진 원통형 펀치가공부(1a)를 사용함으로써 피가공물(3) 안에 피가공물의 내주면을 향해 테이퍼형상을 구비한 관통공을 뚫고; 펀치 가공부(1a)의 직경과 동일한 직경으로부터 다이스 구멍(2a)의 직경보다 더 큰 직경까지 펀치가공부(1a)로부터 멀어지는 방향으로 크기가 증가하는 직경과 함께 테이퍼면(T)을 갖추고 펀치부(1)에 형성되어 있는 테이퍼가공부(1b)에 의해서 관통공 주변에 발생하는 불순물을 피가공물(3)의 외주면으로부터 피가공물의 내주면까지 밀어내 제거하고; 관통공 주변의 불순물이 제거될 때, 펀치가공부(1a)의 반대편에 테이퍼가공부(1b)에 인접하여 설치되어 있고 테이퍼가공부(1b) 보다 더 큰 직경을 가진 압력부(1c)에 의해서 관통공의 주변 모서리에 압력을 가함으로써 피가공물(3)에 불순물 등 흠집(burr)이 발생하는 것을 방지하고; 피가공물(3)이 다이스(2)에서 분리될 때, 다이스 구멍(2a)의 예리한 모서리부(6)에 의해 피가공물(3)의 내주면으로부터 삐죽 나와 있는 흠집(burr)을 제거하여 원통형 피가공물(3)의 내주면을 향해 테이퍼형상을 갖추고 방사상으로 소성가공된 복수개의 테이퍼형상 관통공(27)을 동시에 형성하기 위해 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 원통형 피가공물에 테이퍼형상의 관통공을 형성하는 방법.
2. 피가공물(3)의 내주면을 따라 설치되어 피가공물(3)의 내주면에 대응하는 탑재표면(45)을 구비하고, 탑재표면(45)의 방향으로 열린 다이스 구멍(44)을 최소한 한개를 각각 구비한 복수개의 다이스(40), 각각의 탑재표면(45)에서 피가공물(3)의 내주면을 지지하는 다이스(40); 피가공물(3)의 내주면 쪽으로 탑재표면(45)을 밀어부침으로써 탑재표면(45)과 피가공물의 내주면 사이의 간격을 제거하도록 하기 위해 다이스(4)에 의해 포위된 형태로 설치한 프레스용 테이퍼부재(47); 펀치(1)의 선단부에 형성된 펀치가공부(1a)와 테이퍼가공부(1b)를 포함하고 다이스 구멍(44)의 축을 따라 각기 이동할 수 있는 복수개의 펀치(1), 다이스 구멍(44)의 직경보다 작은 직경을 구비한 펀치가공부(1a)의 각각, 피가공물(3)의 원주 안쪽에서 피가공물(3)의 원주 바깥쪽 방향으로 관통공의 직경이 갈수록 차츰 커지는 형태로 다이스 구멍(44)의 결합부위와 협동하여 관통공을 뚫는 각각의 펀치가공부(1a), 테이퍼가공부(1b)의 최소 직경이 펀치가공부(1a)의 직경과 동일하게 되어 있어 펀치부(1a)의 결합부위로부터 멀어지는 방향으로 점차 커지는 직경을 구비한 테이퍼면(T)을 가진 테이퍼가공부(1b)의 각각, 그리고 테이퍼가공부(1b)의 최대 직경은 다이스 구멍(44)의 직경보다 크고, 피가공물(3)의 외주면으로부터 내주면까지 관통공의 주변부의 불순물을 밀어내 제거하기 위한 테이퍼가공부(1b)를 구비하여 원통형 피가공물(3)의 내주면을 향해 테이퍼형상을 갖추고 방사상으로 소성가공된 복수개의 테이퍼형상 관통공(27)을 동시에 형성하기 위해 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 원통형 피가공물에 테이퍼형상의 관통공을 형성하는 공구.
3. 제2항에 있어서, 펀치가공부(1a)의 반대표면의 테이퍼가공부(1b)에 인접하여 압력부(1c)가 위치하고 압력부의 각각은 테이퍼가공부(1b) 보다 더 큰 직경을 가진 구조의 압력부(1c)를 구비한 펀치(1), 그리고 테이퍼가공부(1b)가 피가공물(3)의 외주면에서부터 내주면까지 관통공의 주변부의 불순물을 밀어낼 때 압력부(1c)가 불순물로 인한 흠집(burr)이 피가공물(3)에 형성되는 것을 방지하여 원통형 피가공물(3)의 내주면을 향해 테이퍼형상을 갖추고 방사상으로 소성가공된 복수개의 테이퍼형상 관통공(27)을 동시에 형성하기 위해 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 원통형 피가공물에 테이퍼형상의 관통공을 형성하는 공구.
4. 제3항에 있어서, 펀치가공부(1a)의 결합부와 테이퍼가공부(1b)의 결합부를 포함하는 펀치보디(punch body)를 구비한 펀치(1), 그리고 펀치보디의 외주면에 미끄럼 운동이 가능한 구조로 설치된 미끄럼부재(50), 그리고 압력부(1c)가 상기 미끄럼 부재(50)상에 형성되어 원통형 피가공물(3)의 내주면을 향해 테이퍼형상을 갖추고 방사상으로 소성가공된 복수개의 테이퍼형상 관통공(27)을 동시에 형성하기 위해 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 원통형 피가공물에 테이퍼형상의 관통공을 형성하는 공구.

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