KR100419711B1 - 자동변속기용 허브의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동변속기용 허브의 제조방법에 관한 것이다. 종래에는 블랭킹 및 드로잉, 피어싱 작업에 의해서 성형된 모재에 보스 스플라인 및 아우터 스플라인을 형성하기 위해 절삭가공인 브로칭 가공과 호빙 가공을 각각 별도의 공정으로 수행함에 따른 작업의 복잡성으로 제조원가의 상승은 물론 작업의 불편성 및 비효율송 그리고 생산성 저하를 초래하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 스틸판재를 원하는 형태의 모재로 성형하는 블랭킹공정과;

상기 블랭킹공정에 의해서 형성된 모재의 중앙부에 보스를 형성하는 드로잉공정과; 상기 드로잉공정에 의해서 보스가 형성된 모재에 유로구멍을 형성하는 피어싱공정과; 상기 피어싱공정에 의해서 유로구멍이 형성된 모재를 상온 가열하여 프레스의 링펀치 및 이의 하부측 다이쿠션으로 폐색시키고, 이러한 상태에서 상기 링펀치의 내측에 위치된 센터펀치와, 외측에 위치된 외측펀치에 각각 형성된 보스 치형 및 아우터 치형에 모재의 보스 내측면과 모재의 외측면을 링펀치로 압축시키는 냉간단조공정으로 이루어짐으로써 기존에 별개의 브로칭 및 호빙작업에 의한 절삭가공을 각각 수행하지 않고서도 한번의 작업만으로 상기 허브의 보스 스플라인과 아우터 스플라인을 성형할 수 있을 뿐만 아니라 이로인해 원가절감효과는 물론 작업의 신속성 및 간편성으로 작업의 효율성 및 생산성을 한층 증대 시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.

Description

자동변속기용 허브의 제조방법{A manufacturing method of the hub for automatic transmission}

본 발명은 자동변속기의 핵심부품으로 사용되는 허브(hub)를 성형하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 허브의 스플라인을 판재를 이용한 냉간정밀치형 단조로 성형할 수 있도록 함으로써 작업의 간편성은 물론 스플라인의 내마모성을 증대시키고, 또한 작업공수의 감축으로 제조원가의 절감과 함께 작업의 신속성 및 효율성 그리고 생산성 향상을 기할 수 있도록 한 자동변속기용 허브의 제조방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 자동변속기(Automatic transmission)는 운전 조작중 클러치 조작과 기어 샤프트 조작의 양쪽을 자동화한 장치로서, 이 장치를 구성하는 핵심부품 중에 허브(hub)가 사용되고, 상기 허브(H)는 도 1에 도시된 바와 같이 언더 드라이브 클러치(C) 내부에 삽입되어 샤프트(S)를 통해 상기 언더 드라이브 클러치(C) 측으로 전달된 동력을 태양기어 측으로 전달하는 기능을 수행한다.

또한 상기 허브(H)는 도 2에 도시된 바와 같이 원반형의 모재(1)의 중앙부에 원형의 보스(2)가 상향으로 돌출 형성된 형태로 되어 있고, 이의 외곽 모재(1) 상에는 다수의 유로구멍(5)이 형성되어 있으며, 상기 보스(2)의 구멍(3)과 모재(1)의 외측면에는 각각 보스스플라인(6) 및 아우터스플라인(7)이 형성된 구조로 되어 있다.

이러한 자동변속기용 허브의 성형은 드로잉과 블랭킹 및 호빙 작업에 의해 모두 12공정에 의해서 성형되는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 도 3a 내지 도 3l과 같다.

즉, 도 3a는 제1공정으로서, 판재를 블랭킹(blanking) 작업에 의해서 원하는 형상, 즉 도면에서와 같이 원형 형태의 모재(1)를 성형한다.

도 3b 내지 도 3g는 모두 6차례 걸친 드로잉(drawing) 작업에 의해서 모재(1)에 보스(boss)(2)를 성형하는 제2공정에서 제7공정까지를 순차적으로 나타낸 것으로서, 이같이 한번에 보스를 성형하지 않고 수차례에 걸친 드로잉 작업으로보스를 성형하는 것은 펀칭 작업시 발생하는 모재(1)의 변형을 미연에 방지하기 위한 것이다.

도 3h는 드로잉 작업에 의해서 모재(1)에 형성된 보스(2)에 피어싱(piercing) 작업에 의해서 보스구멍(3)을 형성하는 제8공정을 나타낸 것이다.

도 3i는 상기 제8공정에 의해서 보스(2) 및 보스구멍(3)이 형성된 모재(1)의 아우터(outer), 즉 바깥부분을 다시 드로잉 작업에 의해서 절곡시켜 외측면부를 형성하는 제9공정을 나타낸 것이다.

도 3j는 상기 제9공정을 거친 모재(1)의 보스(2) 외곽부분에 피어싱 작업으로 다수의 유로구멍(5)을 성형하는 제10공정을 나타낸 것이다.

도 3k는 본 발명의 제11공정을 나타낸 것으로서, 브로칭(broaching)에 의한 절삭가공에 의해서 모재(1)의 보스구멍(3) 내측면에 보스스플라인(6)을 형성한다.

도 3l은 본 발명의 제12공정을 나타낸 것으로서, 호빙(hobbing)에 의한 절삭가공에 의해서 모재(1)의 외측면에 아우터스플라인(7)을 형성함으로써 일련 자동변속기용 허브의 성형을 완료하도록 되어 있다.

그러나 이러한 종래의 자동변속기용 허브의 성형 방법은 모재(1)에 보스스플라인(6) 및 아우터스플라인(7)을 형성하는 작업이 브로칭 작업과 호빙 작업으로 각각 별도로 나누어져 있을 뿐만 아니라 모두 공구를 이용한 절삭가공이므로 제작원가의 상승은 물론 작업이 복잡하고 번거로워 작업의 불편성 및 비효율성 그리고 생산성 저하를 초래하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 창안된 것으로, 그 목적은 모재에 내.외측 스플라인의 성형시 브로칭 및 호빙과 같이 각각 별도로 절삭가공하지 않고서도 한번의 프레스 작업으로 상기 모재에 내.외측 스플라인을 동시에 성형할 수 있도록 하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 스틸판재를 원하는 형태의 모재로 성형하는 블랭킹공정과; 상기 블랭킹공정에 의해서 형성된 모재의 중앙부에 보스를 형성하는 드로잉공정과; 상기 드로잉공정에 의해서 보스가 형성된 모재에 유로구멍을 형성하는 피어싱공정과; 상기 피어싱공정에 의해서 유로구멍이 형성된 모재를 상온에서 프레스의 링펀치 및 이의 하부측 다이쿠션으로 폐색시키고, 이러한 상태에서 상기 링펀치의 내측에 위치된 센터펀치와, 외측에 위치된 외측펀치에 각각 형성된 보스 치형 및 아우터 치형에 모재의 보스 내측면과 모재의 외측면을 링펀치로 압축시키는 냉간단조공정으로 이루어진 것을 특징으로 한 자동변속기용 허브의 제조방법이 제공된다.

도 1은 일반적인 자동변속기용 허브의 사용상태를 보인 분리사시도.

도 2는 도 1의 허브 구조를 보인 사시도.

도 3a 내지 도 3l은 종래의 자동변속기용 허브의 성형과정을 보인 것으로서,

도 3a는 블랭킹 상태를 보인 평면도.

도 3b는 1차 드로잉 상태를 보인 단면도.

도 3c는 2차 드로잉 상태를 보인 단면도.

도 3d는 3차 드로잉 상태를 보인 단면도.

도 3e는 4차 드로잉 상태를 보인 단면도.

도 3f는 5차 드로잉 상태를 보인 단면도.

도 3g는 6차 드로잉 상태를 보인 단면도.

도 3h는 보스 피어싱 상태를 보인 단면도.

도 3i는 아우터 드로잉 상태를 보인 단면도.

도 3j는 아우터 피어싱 상태를 보인 단면도.

도 3k는 브로칭 상태를 보인 단면도.

도 3l은 호빙 상태를 보인 단면도.

도 4a,도 4b,도 4c는 본 발명에 의한 허브의 스플라인 성형과정을 보인 것으로서,

도 4a는 초기 펀치의 하강상태를 보인 단면도.

도 4b는 폐색상태를 보인 단면도.

도 4c는 스플라인 성형상태를 보인 단면도.

*도면의주요부분에대한부호의설명

1:모재 2:보스

3:보스구멍 4:외측면

5:유로구멍 6:보스스플라인

7:아우터 스플라인 8:링펀치

9:다이쿠션 10:센터펀치

10A:보스치형 11:아우터펀치

11A:아우터치형

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 의한 자동변속기용 허브의 제조방법을 상세히 설명한다.

본 발명은 통상에서와 같이 블랭킹과 드로잉 및 피어싱 작업에 의해서 모재를 허브의 형태로 성형하게 된다. 즉, 스틸판재를 블랭킹 작업으로 도 3a에 도시된 바와 같은 원형판 형태의 모재(1)를 성형하게 되고, 상기 모재(1)를 도 3a 내지 도3g에 도시된 바와 같이 6차례에 걸친 드로잉 작업으로 모재(1)의 중앙부에 보스(2)를 성형하게 되며, 상기 보스(2)를 성형한 후에는 피어싱 작업에 의해서 보스구멍(3)을 뚫게 되는 것이다.

그런 다음, 다시 드로잉 작업에 의해서 모재(1)의 바깥부분을 도 3i에 도시된 바와 같은 형태로 외측면(4)을 형성하게 되며, 상기 공정을 마친 후에는 도 3j에 도시된 바와 같이 상기 외측면(4)과 보스(2)의 사이의 면 상에 피어싱 가공으로 다수의 유로구멍(5)을 형성함으로써 스플라인을 제외한 전체적인 허브의 형태가 성형되는 것이다.

이와같이 스플라인을 제외한 전체적인 허브의 형태가 갖춰진 후에는 본 발명에 의한 허브의 스플라인 성형이 이루어지게 되는 것으로, 본 발명은 냉간정밀치형단조에 의해서 한번에 허브의 내.외측 스플라인을 동시에 성형하게 된다.

도 4a 내지 도 4b는 본 발명에 의한 허브의 치형 성형과정을 보인 것으로서, 이에 도시된 바와 같이 본 발명에 적용된 프레스는 보스(2)의 외곽면을 가압하는 링펀치(8)와, 상기 링펀치(8)의 압력을 받는 모재(1)의 하부를 받쳐주는 다이쿠션(9)이 구비되고, 상기 링펀치(8)의 안쪽에는 센터펀치(10), 바깥쪽에는 아우터펀치(11)가 구비되는데, 이때 상기 센터펀치(10)의 외측면과 아우터 펀치(11)의 내측면에는 각각 보스(2)의 내측면 및 모재(1)의 외측면(4)에 보스스플라인(6) 및 아우터 스플라인(7)을 형성하는 보스치형(10A) 및 아우터치형(11A)이 형성된다.

상기한 바와 같이 구성된 단조 프레스는 먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이 링펀치(8)를 하강시키게 되면, 상기 링펀치(8)와 함께 모재(1)가 함께 하강하면서 도4b에 도시된 바와 같이 가열된 모재(1)가 링펀치(8)와 모재(1) 사이에 위치하게 된다. 이러한 상태에서 계속 상기 링펀치(8)를 하강시키게 되면, 모재(1)의 외곽면이 상부측 링펀치(8)에서 가해지는 압력과 하부측 다이쿠션(9)에서 가해지는 압력에 의해서 폐색상태가 되면서 도 4c에 도시된 바와 같이 센터펀치(10)의 외측면 및 아우터펀치(11)의 내측면에 형성된 보스치형(10A) 및 아우터 치형(11A)에 상기 보스(2)의 내측면 및 모재(1)의 외측면을 접촉 및 밀착시켜 보스 스플라인(6) 및 아우터 스플라인(7)을 동시에 성형할 수 있게 되는 것이다.

이같이 냉간단조에 의해서 스틸판재로 된 모재(1)에 보스 스플라인(6) 및 아우터 스플라인(7)을 동시 성형할 수 있는 것은 폐색력, 즉 링펀치(8)로 모재(1)의 상부측을 가압하는 힘과 다이쿠션(9)에 의해서 모재(1)의 하부측을 가압하는 힘의 상쇄에 의해서 보스(2)와 외측면(4)을 제외한 나머지 모재(1)의 외곽면을 밀폐 및 고정시키게 됨으로써 펀칭력에 의한 모재(1)의 변형이 발생되지 않고 치형이 형성되는 부위만 원하는 형태로 인장되는 것이며, 이에 따라 냉간단조에 의해서도 정밀치형을 동시 성형할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 허브의 보스 스플라인과 아우터 스플라인을 냉간 정밀치형 단조에 의해서 동시 성형함으로써 기존에 별개의 브로칭 및 호빙작업에 의한 절삭가공을 각각 수행하지 않고서도 한번의 작업만으로 상기 허브의 보스스플라인과 아우터 스플라인을 성형할 수 있을 뿐만 아니라 조직조밀화로 강도 및 내마모성을 증대시킬 수 있고, 또한 작업공수의 감축으로 제조원가의 절감효과는물론 작업의 신속성 및 효율성 그리고 생산성 향상을 기할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 스틸판재를 원하는 형태의 모재로 성형하는 블랭킹공정과;

   상기 블랭킹공정에 의해서 형성된 모재의 중앙부에 보스를 형성하는 드로잉공정과;

   상기 드로잉공정에 의해서 보스가 형성된 모재에 유로구멍을 형성하는 피어싱공정과;

   상기 피어싱공정에 의해서 유로구멍이 형성된 모재를 상온에서 프레스의 링펀치 및 이의 하부측 다이쿠션으로 폐색시키고, 이러한 상태에서 상기 링펀치의 내측에 위치된 센터펀치와, 외측에 위치된 외측펀치에 각각 형성된 보스 치형 및 아우터 치형에 모재의 보스 내측면과 모재의 외측면을 링펀치로 압축시키는 냉간단조공정으로 이루어진 것을 특징으로 한 자동변속기용 허브의 제조방법.