KR100241133B1 - 차량용 변속기의 몰리브덴 싱크로나이저 링의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 변속기의 몰리브덴 싱크로나이져 링의 제조방법에 관한 것으로, 크롬강(SCR415H)으로 제조하여 마찰계수 및 내구성을 향상시키고, 트럭 및 차량의 변속시, 즉 동기 작동시 마찰력의 증대에 의한 변속조작의 용이성, 확실성 및 원할함을 얻을 수 있고, 특히 내구성을 증가시켜 파손 및 마모를 방지하여 소음 및 진동을 저하시킬 수 있는 데 그 목적이 있으며, 그 방법은 원심주조에 의하여 파이프를 성형하고, 이 파이프를 일정한 크기로 컷팅함과 아울러 내경, 외경 및 단면을 선삭가공함과 동시에 이형제를 도포하여 모재를 형성시키는 성형공정과, 상기 성형공정의 모재를 가열로에서 가열하는 가열공정과, 상기 가열공정에서 가열이 이루어진 모재를 본체와 치형부를 성형시키는 1 차단조를 행함과 동시에 내경에는 오일홈을 가지는 테이퍼면을, 외경에는 치형를 성형시키는 2 차 단조하는 단조공정과, 상기 단조공정시 발생하는 버어를 제거하는 황삭공정과, 상기 황삭공정 후 표면을 경화시키기 위하여 침탄법에 의한 열처리를 행함과 아울러 변형을 방지하기 위하여 다이칭을 행하여 상기 모재의 변형을 수정하는 열처리공정과, 상기 열처리공정을 완료한 후에 모따기가공 및 원하는 치수에 맞게 정삭가공을 행하고, 내경 연마 및 단면 연마를 행하여 정밀도를 유지시키는 연마공정과, 그 후 내경의 테이퍼면에 마찰력을 증대시키기 위한 몰리브덴을 용사하는 용사공정으로 각각 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 변속기의 몰리브덴 싱크로나이저 링의 제조방법(A method for manufacturing the molybdenum synchronizer ring of transmission gear box of a vechile)

본 발명은 차량용 변속기의 몰리브덴 싱크로나이저 링의 제조방법에 관한 것으로, 좀더 상세히 설명하면 고마력의 트럭 및 차량의 변속시, 즉 동기 작동시 마찰력의 증대에 의한 변속조작의 용이성, 확실성 및 원할함을 얻을 수 있고, 특히 스틸(크롬강 : SCR415H)로 제조됨으로서 내구성을 증대시켜 파손 및 마모방지에 의한 소음 및 진동을 저하시킬 수 있도록 한 차량용 변속기의 몰리브덴 싱크로나이저 링의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 챠량용 변속기는 클러치와 추진축 사이에 설치되어 기관의 동력을 차량의 주행상태에 알맞도록 기관의 회전을 적절히 감속하여 회전력을 증대시키거나 고속회전을 바꾸어주며 때로는 차량을 후진하게 하는 역할을 하고 있다.

이때, 변속기에 요구되는 조건은 변속조작이 용이하고 확실하며 적절한 변속비가 요구되며, 상기 조건중 변속조작이 용이하도록 하기 위하여 변속기의 작동을 통상 싱크로메시기구에 의한 관성고정키이 형식을 취하고 있다.

위와 같은 싱크로 메쉬기구는 도 12 에 도시한 바와 같이 변속기어의 콘부(10)에 결합되는 싱크로나이저링(20), 주축(30)의 스플라인부(31)에 치합되는 허브(40), 허브(40)에 치합되는 슬리이브(50) 및 허브(40)의 외주연에 끼워지고 스프링에 탄지되는 키이(60)가 상호 결합되어 이루어진다.

이 경우 작동과정은 시프트 포오크에 의하여 슬리이브(50)가 이동하면 슬리이브(50)의 내부에서 돌기에 의해 물려 있는 키이(60)가 슬리이브(50)와 함께 움직이게 되고 키이(60)는 싱크로나이저링(20)을 주축(30)에 고정된 변속기어의 콘부(10)를 가입하여 이 마찰력에 의해 변속기어는 슬리이브(50)와 함께 회전하기 시작하며 슬리이브(50)와 싱크로나이저링(20)의 스플라인부는 엇갈린 상태로 마주 향하고 있다고 슬리이브(50)가 더욱 이동하면 마찰력에 의하여 슬리이브(50)와 변속기어의 회전이 동일하게 이루어지면 슬리이브(50)는 이동하여 싱크로나이저링(20)을 통과, 변속기어의 스플라인부와 맞물려 변속이 이루어지게 되어 있다.

이러한 일련의 과정을 거쳐 변속이 이루어지는 경우 원활하게 변속이 이루어지기 위하여는 싱크로나이저링(20)과 변속기어와의 사이에서 마찰력이 적절히 가해져야만 하는데 실제로는 그 구조상 싱크로나이저링(20)의 내주면과 변속기어의 콘부(10) 사이에서만 마찰력이 전달되게 되며 전달되는 마찰력이 균형을 이루지 못할 경우에 슬리이브, 싱크로나이저링과 변속기어 사이에서 소음, 진동이 발생하기도 하고 충격이 발생하기도 하며 또한 엔진출력의 증대로 인해 동기가 잘 되지 않고 내구성에 문제가 있다.

특히, 상기 문제점으로 인한 구조적인 취약점과 함께 조작자의 실수에 의하여 작동중에 싱크로나이저링이 일부 파손되거나 결함이 발생하게 되면 변속기의 조작에 직접 악영향을 끼치게 되고 결국 싱크로나이저링을 교체하는 수리작업이나 좀더 심한 경우에는 변속기를 교체하여야만 하는 막대한 경제적 손실을 끼치기도 한다.

위와 같은 싱크로나이저 링은 고력황동재로 되어 있어, 승용차등에 사용하기에는 적당하나 유압 또는 공압에 의하여 시프팅시 고마력의 트럭 및 대형차량에는 사용재질의 경도가 낮아 내구성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 스틸(크롬강 : SCR415H)로 제조하여 마찰계수 및 내구성을 향상시키고 고마력의 트럭 및 차량에 사용할 수 있도록 한 몰리브덴 싱크로나이저 링의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 고마력의 트럭 및 차량의 변속시, 즉 동기 작동시 마찰력의 증대에 의한 변속조작의 용이성, 확실성 및 원할함을 얻을 수 있고, 특히 내구성을 증가시켜 파손 및 마모를 방지하여 소음 및 진동을 저허시킬 수 있도록 한 몰리브덴 싱크로나이저 링의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 원심주조에 의하여 파이프를 성형하고, 이 파이프를 일정한 크기로 컷팅함과 아울러 내경, 외경 및 양단면을 선삭가공함과 동시에 이형제를 도포하여 모재를 형성시키는 성형공정과, 상기 성형공정의 모재를 가열로에서 가열하는 가열공정과, 상기 가열공정에서 가열이 이루어진 모재를 본체와 스플라인부를 성형시키는 제 1 단조를 행함과 동시에 내경에는 오일홈을 가지는 테이퍼면을, 외경에는 스플라인부를 성형시는 2 차 단조하는 단조공정과, 상기 단조공정시 발생하는 버어를 제거하는 황삭공정과, 상기 황삭공정 후 표면을 경화시키기 위하여 침탄법에 의한 열처리를 행함과 아울러 변형을 방지하기 위하여 다이담금질(die quenching)을 행하여 상기 모재의 변형을 수정하는 열처리공정과, 상기 열처리공정을 완료한 후에 모따기가공 및 원하는 치수에 맞게 정삭가공을 행하고, 내경 연마 및 단면 연마를 행하여 정밀도를 유지시키는 연마공정과, 내경의 테이퍼면에 마찰력을 증대시키기 위한 몰리브덴을 용사하는 용사공정으로 각각 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 단조공정에서는 내경에 오일홈을 가지는 테이퍼면을, 외경에 스플라인을 한번에 성형시키는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 싱크로나이저 링의 사시도.

도 2 는 본 발명에 따른 제작 공정 블록도.

도 3 내지 도 11 는 본 발명의 제작 공정도.

도 12 는 차량용 변속기에 잇어서 싱크로 메시를 나타내는 부분 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 파이프. 2 : 모재

3 : 이형제. 4 : 본체.

5 : 치형. 6 : 오일홈.

7 : 몰리브덴.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명에 따른 제작 공정 블록도를 나타낸 것이고, 도 3 내지 도 11 는 본 발명의 제작 공정도를 나타낸 것이다.

원심주조에 의하여 일정한 내경 및 외경을 가지는 파이프(1)를 성형하고, 이 파이프(1)를 일정한 크기로 컷팅하고, 이 컷팅된 링(2a)의 내경, 외경 및 양단면을 선삭가공함과 동시에 이형제(3)를 도포하여 모재(2)을 형성시킨다.

그리고 이형제(3)가 도포된 모재(2)을 가열로에서 900℃ - 950℃ 로 10 - 20 분 동안 가열하는 가열공정을 행한다.

상기 가열로에서 가열이 이루어진 모재(2)를 1 차 단조하여 모재(2)의 본체(4)와 치형부(5)를 성형시킴과 동시에 2 차 단조하여 내경에는 오일홈(6)을 가지는 테이퍼면을, 외경에는 치형(5)를 성형시는 단조공정을 행한다.

상기 2 차 단조시 모서리부분에 발생하는 버어를 제거하는 황삭공정을 거치게 된다.

상기 황삭공정 후 상기 모재(2)의 표면을 경화시키기 위하여 침탄법에 의한 열처리를 행함과 아울러 변형을 방지하기 위하여 다이담금질(die quenching)을 행하여 상기 모재(2)의 변형을 수정하는 열처리공정을 행한다.

상기 열처리공정을 완료한 후에 모따기가공 및 원하는 치수에 맞게 정삭가공을 행하고, 내경 연마 및 단면 연마를 행하여 정밀도를 유지시키는 연마공정을 행한다.

그 후 내경의 테이퍼면에 마찰력을 증대시키기 위한 몰리브덴(7)을 용사하는 용사공정을 행하여 몰리브덴 싱크로나이저 링을 제조하는 것이다.

상기와 같은 공정으로 이루어지는 본 발명의 제조방법을 첨부된 도면에 의하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3 에 도시한 바와 같이 원심주조에 의하여 일정한 내경 및 외경을 가지는 파이프(1)를 성형한다. 이 파이프(1)는 기계적성질이 강한 크롬강(SCR415H)로 하는 것이 바람직하다.

상기 파이프(1)를 원하는 크기로 컷팅하고, 이 컷팅된 링(2a)에 발생된 버어를 제거하기 위하여 내경, 외경 및 양단면을 선삭가공한다.(도 4 참조)

상기 모재(2)에 이형제(3)를 도포하며, 이 이형제(3)의 도포는 후술하는 단조공정에서 금형과 모재(2)의 분리가 용이하도록 하기 위하여 도포를 행하는 것이다.(도 5 참조)

그리고 이형제(3)가 도포된 모재(2)를 900℃ - 950℃ 로 10 - 20 분 동안 가열로에서 가열하는 가열공정을 행한다.

상기 가열로에서 가열이 이루어진 모재(2)를 1 차 단조하여 모재(2)의 본체(4)와 치형부(5)를 성형(도 6 참조)시킴과 동시에 2 차 단조하여 모재(2)의 내경에는 오일홈(6)을 가지는 테이퍼면을, 외경에는 치형(5)를 성형(도 7 참조)시키는 단조공정을 행한다.

한편, 상기 단조공정은 1차 단조, 및 2 차 단조로 나누어 설명하였지만 1 차단조에 의하여 모재의 내경에는 오일홈을 가지는 테이퍼면을, 외경에는 치형를 성형시키는 것도 바람직하다.

상기 단조공정에서 모재의 모서리부분에 발생되는 즉, 치형부(5)의 외주연 및 양단면에 발생된 버어를 제거하는 황삭공정을 거치게 된다.(도 8 참조)

상기 황삭공정 후 상기 모재(2)의 표면을 경화시키기 위하여 침탄법에 의한 열처리를 행하여 표면을 경화사킴과 아울러 변형을 방지하기 위하여 다이담금질(die quenching)을 행하여 상기 모재(2)의 변형을 수정하는 열처리공정을 행한다.

상기 열처리공정을 완료한 후에 모따기가공 및 원하는 치수에 맞게 정삭가공을 행하고(도 9 참조), 내경 연마 및 단면 연마를 행하여 정밀도를 유지시키는 연마공정(도 10 참조)을 행한다.

상기 연마공정중에서 내경연마를 행하는 것는 내경으로 용사되는 몰리브덴(7)의 두께를 일정하게 도포하기 위하여 연마를 행하는 것이며, 단면연마의 경우는 제품의 정밀도를 유지시키기 위하여 행하는 것이다.

그 후 내경의 테이퍼면에 마찰력을 증대시키기 위한 몰리브덴(99% Mo WIRE 3.2Φ)을 0.1 - 0.15 ㎜ 의 두께로 용사하는 용사공정(도 11 참조)을 행하여 몰리브덴 싱크로나이저 링을 제조하는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 크롬강(SCR415H)으로 제조하여 마찰계수 및 내구성을 향상시키고, 고마력의 트럭 및 차량에 사용할 수 있으며, 트럭 및 차량의 변속시, 즉 동기 작동시 마찰력의 증대에 의한 변속조작의 용이성, 확실성 및 원할함을 얻을 수 있고, 특히 내구성을 증가시켜 파손 및 마모를 방지하여 소음 및 진동을 저하시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 원심주조에 의하여 파이프를 성형하고, 이 파이프를 일정한 크기로 컷팅함과 아울러 내경, 외경 및 단면을 선삭가공함과 동시에 이형제를 도포하여 모재를 형성시키는 성형공정과, 상기 성형공정의 모재를 가열로에서 가열하는 가열공정과,

   상기 가열공정에서 가열이 이루어진 모재를 본체와 치형부를 성형시키는 1 차 단조를 행함과 동시에 내경에는 오일홈을 가지는 테이퍼면을, 외경에는 치형를 성형시는 2 차 단조하는 단조공정과, 상기 단조공정시 발생하는 버어를 제거하는 황삭공정과, 상기 황삭공정 후 표면을 경화시키기 위하여 침탄법에 의한 열처리를 행함과 아울러 변형을 방지하기 위하여 다이담금질(die quenching)을 행하여 상기 모재의 변형을 수정하는 열처리공정과, 상기 열처리공정을 완료한 후에 모따기가공 및 원하는 치수에 맞게 정삭가공을 행하고, 내경 연마 및 단면 연마를 행하여 정밀도를 유지시키는 연마공정과, 그 후 내경의 테이퍼면에 마찰력을 증대시키기 위한 몰리브덴을 용사하는 용사공정으로 각각 이루어진 것을 특징으로 하는 몰리브덴 싱크로나이저 링의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 단조공정은 내경에는 오일홈을 가지는 테이퍼면을, 외경에는 치형를 한번에 성형되는 것을 특징으로 하는 몰리브덴 싱크로나이저 링의 제조방법.

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