KR100508495B1 - 풀림방지용 볼트의 다이스와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풀림방지용 볼트의 다이스와 그 제조방법에 관한 것으로써, 종래의 다이스는 몸체와 핀, 돌기의 개별성형 및 이를 조립하기 위한 홈부가공과 조립 등 여러 공정을 거쳐야 하고, 핀과 돌기로 성형되는 찍힘부만으로는 풀림방지 효과가 떨어지며, 핀과 돌기 교체로 생산성이 떨어지는 등 원가상승의 요인이 많았다.

이에 따라 본 발명은 다이스 몸체(100)의 성형면에 나사산 성형용 골부(111)와 골짜기 성형용 산부(112)를 형성함에 있어서, 볼트(200)에 기존 산부(112)로 성형되는 골짜기(212)보다 낮으면서 살이 돌출되게 제2골짜기(222)를 성형하여 주는 제2산부(122)와; 상기 골부(111)로 성형되는 나사산(211)보다 낮으면서 폭이 넓어 살이 돌출되게 평면형의 제2나사산(221)을 성형하여 주는 제2골부(121); 를 기존의 골부 및 산부(112)에 직교하는 방향으로 일정 간격을 두고 눌러서 연속 반복 형성한 것으로서, 볼트와 너트가 체결될 때 제2나사산과 제2골짜기의 위브(Weave)구간에서 떨어진 살이 너트 곡경부와의 틈새 공간에 채워지면서 너트가 꽉 끼여 체결되므로 볼트와 너트의 풀림 방지 효과가 뛰어나고, 통전과 방수의 효과를 함께 기대할 수 있는 것이다.

Description

풀림방지용 볼트의 다이스와 그 제조방법{Die of bolt for looseness protect and it's making method}

본 발명은 풀림방지용 볼트의 다이스와 그 제조방법에 관한 것으로써, 더욱 상세히는 제조된 볼트가 너트와 체결될 때 위브(Weave)구간의 살이 떨어져 너트 나사산과의 사이에 채워지게 하여 그 체결 틈새가 극소화되게 하므로서 풀림방지는 물론 통전과 방수의 효과를 함께 볼 수 있는 풀림방지용 볼트의 다이스와 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 볼트(Bolt)는 롤로 감겨진 상태의 철선이 단조기(헤딩머신)의 성형부로 진입되면 그 진입된 철선을 일정 길이로 절단하여 고정다이로 옮긴 다음 왕복운동하는 왕복대의 타격금형으로 고정다이의 소재를 타격하는 단조방식에 의하여 머리부와 몸체부가 구비된 볼트 소재로 만들어지며, 이러한 볼트 소재는 그 후 롤링기의 롤링 다이스에 의해 몸체부의 일단에 나선부가 성형되어 볼트로 완성된다.

여기서, 상기 볼트 소재의 몸체부에 나선부를 가공해주는 롤링기는 2개의 나사 다이스중 하나의 다이스는 고정시켜 놓고, 다른 하나의 다이스는 왕복운동을 하는 이동형으로 설치되며, 소재 공급라인을 통해 볼트 소재들이 1열로 줄을 서서 한개씩 연속으로 고정다이스와 이동다이스 사이의 성형면으로 공급되면 이동다이스가 왕복 운동을 반복하면서 진입되는 볼트 소재의 몸체 일단을 문질러서 나사산을 가공하는 롤링공정을 행하여 볼트가 만들어진다.

이때, 풀림방지용 볼트를 만드는 종래의 다이스는 나사산이 깍이는 형상의 찍힘방식으로 볼트를 롤링시켜서 볼트 몸체에 나사산이 없는 찍힘부 형상이 같은 간격으로 만들어지며, 볼트 조립후 찍힘부 형상이 풀림의 힘을 받을 때 상대물(Nut)에 볼트의 찍힘부 형상이 풀림의 힘을 억제하여 주므로 풀림이 방지되게 한다.

그런데, 이러한 풀림방지용 볼트를 만드는 종래의 다이스는 도 1 에서와 같이 다이스에 방전가공이나 와이어 가공 후 그 안에 핀을 박아 조립하는 등의 공정을 거쳐야 하므로 생산 코스트가 높은 문제점이 있다.

즉, 도 1 에서와 같이 종래에는 다이스 몸체(10)의 경우 다이스용 모재를 커팅머신(Cutting Machine)을 이용하여 소정 크기로 절단하는 재료절단공정과; 절단된 다이스 몸체(10)의 평면ㆍ각ㆍ길이를 버티컬머신(Vertical Machine)으로 가공하는 공정; 다이스 몸체(10)의 형상 모양에 따라 앤드밀가공, 방전가공, 와이어가공, 탭가공을 취사 선택하여 핀(20)과 이형의 돌기(30) 삽입용 홈부(11)(12) 등을 가공하는 형상가공공정; 열처리공정; 평면연마기를 이용한 평면연마공정; 평면연마된 면의 나사성형면(13) 가공공정; 면취작업공정을 차례로 행한다.

그리고, 상기 다이스 몸체(10)에 조립되는 핀(20)과 이형의 돌기(30)는 각각 커팅머신을 이용한 재료절단공정; 버티컬머신을 이용한 평면ㆍ각ㆍ길이 가공공정; 열처리공정; 핀(20)과 이형 돌기(30)의 형상을 가공하는 성형연마공정을 행한다.

그 후 상기 핀(20)과 이형의 돌기(30)를 다이스 몸체(10)의 홈부(11)(12)에 끼워 결합하는 조립공정과 샌드작업공정을 거쳐 출하하고 있으며, 그 조립되는 구성은 종래의 다이스 몸체에 핀과 이형 돌기가 결합되는 상태를 평면도로 도시한 도 2a 및 동 상태를 정면도로 도시한 도 2b 에 의해 알 수 있다.

따라서, 이러한 종래의 다이스 제조과정은 다이스 몸체(10)에 핀(20) 과 돌기(30)를 조립하기 위한 홈부(11)(12) 가공 등 여러 공정을 거쳐야 하고, 핀(20)과 돌기(30)를 별도로 만드는 공정과 조립하는 공정 등의 다공정을 거쳐야 하므로 제조원가가 높은 문제점이 있다.

그리고, 도 3 은 종래의 다이스로 만들어진 볼트의 정면도이고, 도 4a 와 4b 는 도 3 의 A-A선 및 B-B선 일부 확대 단면도로서, 볼트의 풀림방지를 위해 핀(20)과 돌기(30)가 조립되는 종래의 다이스는 그 성형면에서 돌출되는 핀(20)과 돌기(30)를 이용하여 롤링시 볼트 몸체(40)에 찍힘부(41)(42) 형상이 만들어지도록 하므로서 그 찍힘부(41)(42)에 의해 풀림방지가 되게 하고 있다.

그러나, 이와같은 종래의 풀림방지용 볼트는 그 찍힘부(41)(42) 형상이 볼트 몸체(40)의 상단과 하단부 일 부위에만 형성되어 있으므로 볼트와 너트의 체결부위중 그 찍힘부(41)(42) 형상이 있는 부위에서만 풀림의 힘을 억제하여 줄 뿐 나머지 부위에서는 풀림 억제가 안되며, 찍힘부(41)(42) 부위에서 체결된 볼트와 너트의 나선부 틈새가 그대로 있기 때문에 외부에서 심한 충격 등이 있으면 그 풀림을 억제하는 힘이 떨어져서 풀림방지가 잘 안되는 경향이 있다.

또한, 종래의 풀림방지용 볼트 제조용 다이스는 다이스 몸체(10)에 비해 핀(20)과 돌기(30)의 제품 수명이 짧음으로 인하여 롤링 작업을 멈추고 다이스를 자주 빼내어 핀(20)과 돌기(30)의 교체작업을 행하여야 하므로 이로 인해 생산성이 상당히 떨어졌으며, 이는 다이스와 볼트의 원가상승으로 이어지는 문제점이 되었으며, 이러한 종래의 다이스로는 통전이나 방수의 효과를 기대할 수는 없었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 가공된 볼트가 너트와 체결될 때 위브(Weave)구간에서 떨어진 살이 너트 나사산과의 틈새에 채워지게 하여 그 체결 틈새가 극소화되게 하므로서 풀림방지는 물론 통전과 방수의 효과를 함께 볼 수 있는 풀림방지용 볼트의 다이스와 그 제조방법을 제공하는데 있다.

이하, 본 발명의 상기 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시예의 기술구성 및 작용을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5 는 본 발명 다이스를 만드는 과정을 예시한 공정도이며, 도 6 은 본 발명이 실시된 다이스의 평면도이고, 도 7a 는 도 6 의 C-C선 일부를 확대한 단면도, 도 7b 는 도 6 의 D-D선 일부를 확대한 단면도이다.

이에 도시된 바와같이 본 발명의 다이스 구성중 다이스 몸체(100)의 성형면에 볼트(200)의 나사산(211) 성형용 골부(101)와 볼트(200)의 골짜기(212) 성형용 산부(112)를 볼트(200)에 성형할 나사의 경사 각도를 따라 일정 간격으로 연속 반복되게 형성한 것은 통상의 볼트 가공용 다이스와 같다고 할 수 있다.

본 발명의 다이스는 상기 다이스 몸체(100)의 성형면(110)에 상기 산부(112)로 성형되는 골짜기(212)보다 낮으면서 살이 돌출되게 제2골짜기(222)를 성형하는 제2산부(122)와, 상기 골부(111)로 성형되는 나사산(211)보다 낮으면서 폭이 넓어 살이 돌출되는 평면형의 제2나사산(221)을 성형하는 제2골부(121)를 기존의 골부(111) 및 산부(112)에 직교하는 방향으로 일정 간격을 두고 눌러서 연속 반복하여 형성한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 형성된 본 발명의 다이스를 만드는 과정을 공정별로 간략히 설명하면 도 5 와 같다. 즉, 다이스용 재료절단 ⇒ 평면ㆍ각ㆍ길이가공 ⇒ 탭 가공 ⇒ 평면연마 ⇒ 나사가공 ⇒ 누름작업 ⇒ 평면연마 ⇒ 세레이션작업 ⇒ 사상작업 ⇒ 열처리 ⇒ 샌드작업 ⇒ 출하 의 과정을 거쳐 만들어지며, 이를 보다 상세히 설명하면 다음고 같다.

제1공정 (다이스용 재료 절단공정)

다이스용 모재를 커팅머신으로 알맞은 크기가 되게 절단하여 다이스용 몸체(100)를 준비한다.

제2공정(평면ㆍ각ㆍ길이 가공공정)

상기 준비된 다이스용 몸체(100)의 외표면을 버티컬머신에 의해 만들고자 하는 다이스 몸체(100)의 형상을 이루도록 그 평면ㆍ각ㆍ길이에 맞게 가공한다.

제3공정(탭가공 공정 )

상기 공정을 거친 다이스 몸체(100)의 측면 등의 부위에 지그를 장착하기 위한 구멍을 드릴링머신으로 탭가공하여 형성한다.

제4공정(평면연마 공정)

상기 탭가공된 다이스 몸체(100)의 나사 가공될 일 표면을 평면연마기로 연마하여 평면을 고르게 가공한다.

제5공정(나사가공 공정)

상기 다이스 몸체(100)의 평면연마된 면에 나사 연삭기를 이용하여 다이스용 나사산을 일정 각도 및 간격으로 연속 반복되게 가공하여 나사성형면(110)을 형성한다.

제6공정(누름작업 공정)

도 8 및 도 9 는 제6공정의 누름공정을 수행하기 위한 누름구를 도시한 사시도 및 정면도로서, 하단이 "V"형인 누름구(300)의 누름면은 제2산부(122) 성형용 골부(301) 및 제2골부(121) 성형용 산부(302)가 반복 형성되어 있으며, 다이스 몸체(100)의 나사성형면(110)을 이루는 기존의 골부(111) 및 산부(112)에 직교하는 방향으로 일정 간격을 두고 상기 누름구(300)로 제2산부(122)와 제2골부(121)를 반복 형성하는 누름작업 공정을 행한다.

제7공정(평면연마 공정)

상기 누름작업된 다이스 몸체(100)의 나사 성형면(110)은 누름작업 과정중 평면이 거칠어져 있으므로 평면연마기를 이용하여 다시 평면을 고르게 연마하는 공정을 행한다.

제8공정(세레이션작업 공정)

상기 공정을 거친 다이스 몸체(100)의 나사 성형면(110)에는 볼트의 롤링작업때 유입되는 볼트가 미끄러지는 것을 방지하기 위한 수단으로 상/하 부위에 세레이션을 가공하는 공정을 행한다.

제9공정(사상작업 공정)

상기 공정에서 누름작업과 세레이션 작업때 다이스 몸체(100)에 변형이 생기므로 그 변형된 부위를 제거하고 직각도를 수정하는 사상작업을 행한다.

제10공정(열처리 및 샌드작업 공정)

상기 사상작업된 다이스 몸체(100)를 열처리하고 각 평면의 샌드작업을 행한면 본 발명의 다이스가 완성되며, 이러한 상태에서 출하하면 되는 것이다.

도 10 은 이러한 본 발명의 다이스로 롤링되어 만들어진 볼트에 너트를 결합한 상태를 도시한 것이고, 도 11a 와 11b, 11c 는 도 10 의 E-E선 및 F-F선, G-G선의 일부를 확대하여 보인 단면도이다.

본 발명의 다이스로 만들어진 볼트(200)에는 성형면(110)의 산부(112)와 골부(111)로 형성되는 골짜기(212) 및 나사산(211)이 도 11a 에서와 같이 다수개로 분리된 상태에서 그 분리된 나사산(211)과 나사산(211) 사이마다 낮은 위치의 제2나사산(221) 및 제2골짜기(222)가 도 10 에서와 같이 형성된다.

이때, 상기 제2나사산(221)은 기존 나사산(211) 보다 낮은 위치이면서 폭이 넓게 형성되어 있으므로 도 11c 에서와 같이 제2나사산(221)과 제2골짜기(222)의 살은 기존 나사산(211) 및 골짜기(212)에서 양 옆으로 돌출된 상태이다.

그리고, 너트(400) 내경의 나사산(411)은 볼트(200)의 기존 나사산(211)과 의 사이에 미세한 공간이 존재하도록 치합되는 구조이므로 이러한 너트(400)를 본 발명의 다이스로 만들어진 볼트(200)에 결합하면 볼트(200)의 기존 나사산(211)보다 넓은 제2나사산(221)의 돌출부위는 너트(400) 내경의 나사산(411)에 의해 깍이게 된다. 여기서 도면중 미설명 부호 (412)는 너트(400) 내경의 나선부 골짜기 이다.

즉, 도 12a 는 볼트와 너트를 체결할 때 볼트의 제2나사산과 너트 내경 사이에 상당한 공간이 형성됨을 보인 확대 단면도이고, 도 12b 는 볼트의 기존 나사산과 너트 내경의 결합상태를 보인 확대 단면도로서, 제2나사산(221)과 너트(400) 내경 사이 및 기존 나사산(211)과 너트(400) 사이의 공간에는 상기 제2나사산(221)의 돌출부위가 깍이면서 발생된 칩이 다져지면서 꽉 채워진 상태를 이루게 되므로 한번 체결된 너트(400)와 볼트(200)는 외부의 심한 충격에도 풀리지 않게 되는 특징을 갖게 된다.

그리고, 이러한 본 발명의 다이스로 만들어지는 볼트(200)는 풀림방지를 위한 제2나사산(221)과 제2골짜기(222)가 볼트(200)의 선단 끝에서부터 전체적으로 반복 형성되는 것이므로 너트(400)를 체결할 때 어느 부위에서나 풀림방지가 견고하게 이루어질 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 볼트와 너트를 체결될 때 제2나사산과 제2골짜기의 위브(Weave)구간에서 떨어진 살이 너트 곡경부와의 틈새 공간에 채워져 다져지면서 너트가 체결되므로 그 볼트와 너트의 체결 틈새가 극소화되어 외부의 심한 충격에도 볼트와 너트의 풀림을 방지하는 효과가 있으며, 상기와 같이 볼트와 너트 사이의 체결틈새가 위브 구간에서 떨어진 살로 다저져서 견고하게 체결되므로 통전과 방수의 효과를 함께 볼 수 있는 것이다.

도 1 은 종래의 다이스를 제조하는 공정도

도 2a, 2b 는 종래의 다이스 몸체에 핀과 이형 돌기가 결합되는 상태를 보인 평면도와 정면도

도 3 은 종래의 다이스로 만들어진 볼트의 정면도

도 4a 와 4b 는 도 3 의 A-A선 및 B-B선 일부 확대 단면도

도 5 는 본 발명 다이스를 만드는 과정을 예시한 공정도

도 6 은 본 발명이 실시된 다이스의 평면도

도 7a 와 7b 는 도 6 의 C-C선 및 D-D선 일부 확대 단면도

도 8 는 본 발명의 누름공정 수행을 위한 누름구를 일례로 예시한 사시도

도 9 는 본 발명의 누름구를 일부 확대하여 예시한 정면도

도 10 은 본 발명의 다이스로 만들어진 볼트에 너트를 결합한 상태를 도시한 정면도

도 11a, 11b, 11c 는 도 10 의 E-E선, F-F선, G-G선의 일부를 확대하여 보인 단면도

도 12a 는 볼트의 제2나사산과 너트 내경의 결합상태를 보인 확대 단면도

도 12b 는 볼트의 기존 나사산과 너트 내경의 결합상태를 보인 확대 단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 다이스 몸체 110 : 성형면

111 : 골부 112 : 산부

121 : 제2골부 122 : 제2산부

200 : 볼트 211 : 나사산

212 : 골짜기 221 : 제2나사산

222 : 제2골짜기 300 : 누름구

Claims (3)

1. 다이스 몸체(100)의 성형면에 볼트(200)의 나사산 성형용 골부(111)와 골짜기 성형용 산부(112)를 나사의 경사 각도에 따라 일정 간격으로 반복 형성한 롤링 다이스를 구성함에 있어서,

   볼트(200)에 기존 산부(112)로 성형되는 골짜기(212)보다 낮으면서 살이 돌출되게 제2골짜기(222)를 성형하여 주는 제2산부(122)와; 상기 골부(111)로 성형되는 나사산(211)보다 낮으면서 폭이 넓어 살이 돌출되게 평면형의 제2나사산(221)을 성형하여 주는 제2골부(121); 를 기존의 골부 및 산부(112)에 직교하는 방향으로 일정 간격을 두고 눌러서 연속 반복하여 형성한 것을 특징으로 하는 풀림방지용 볼트의 다이스.
2. 다이스용 모재의 절단공정; 절단된 다이스 몸체(100)의 평면ㆍ각ㆍ길이 가공공정; 지그에 장착하기 위한 탭가공 공정; 다이스 몸체(100)의 일 평면 연마공정; 연마된 면에 나사성형면(110)을 가공하는 공정으로 롤링다이스를 제조함에 있어서,

   상기 나사 성형면 가공공정 후 다이스 몸체(100)의 나사 성형면(110)에 기존의 골부(111) 및 산부(112)에 직교하도록 제2산부(122)와 제2골부(121)를 일정 간격으로 반복 형성하는 누름작업 공정과;

   상기 누름작업된 다이스 몸체(100)의 나사 성형면(110)을 고르게 연마하는 평면연마공정과;

   상기 평면연마된 다이스 몸체(100)의 나사 성형면(110)에 세레이션을 가공하는 공정과;

   상기 누름작업과 세레이션 작업때 발생된 다이스 몸체(100)의 변형 부위를 제거하고 직각도를 수정하는 사상작업공정과;

   상기 사상작업된 다이스 몸체(100)의 열처리 및 샌드작업공정;

   으로 이루어진 것을 특징으로 하는 풀림방지용 볼트의 다이스 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 누름작업공정때 하단 누름면에 제2산부 성형용 골부(111) 및 제2골부 성형용 산부(112)가 반복 형성된 누름구(300)를 이용하여 다이스 몸체(100)의 나사성형면(110)을 이루는 기존의 골부(111) 및 산부(112)에 직교하는 방향으로 제2산부(122)와 제2골부(121)를 반복 형성함을 특징으로 하는 풀림방지용 볼트의 다이스 제조방법.