KR100520616B1 - 보울트 머리 성형용 트리밍 다이스 - Google Patents

보울트 머리 성형용 트리밍 다이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보울트 머리 성형용 트리밍 다이스에 관한 것으로서, 일측에 납작머리(1)가 형성되고, 나사구간을 형성하기 위한 중심축(2)을 갖는 보울트(B)를 다이스 본체(11) 일측에 설치된 트리밍 펀치(A)로서 트림시켜 각형의 머리부를 형성시키는 트리밍 다이스(10)에 있어서, 상기 다이스 본체(11)의 내부 선단에 압입 설치되며, 내경(12a) 및 단턱(12b)이 형성된 다이스 링 고정대(12)와, 상기 트리밍 펀치와 대응되며 다이스 링 고정대(12)의 내경(12a)에 삽입 고정되도록 외측에 걸림턱(13a)이 돌출 형성되고, 일단으로부터 내측에 각형의 절단각(13b)이 형성된 고정 펀치(13)와, 상기 고정 펀치(13)의 내경에 설치되도록 외측이 각형으로 형성되되, 일측에 걸림턱(14a)이 형성되며, 중앙에 미완성 보울트의 중심을 안내시키는 안내공(14b)이 형성된 스트리퍼(14)와, 상기 스트리퍼(14)의 일단을 받침과 동시에 다이스 본체(11) 내에 압입 설치되며, 상기 안내공(14b)과 일치하는 직경의 핀 가이드공(15a)이 형성된 제1스페이셔(15)와, 상기 제1스페이셔(15)의 핀 가이드공(15a) 및 스트리퍼(14)의 안내공(14b)에 삽입되어 공정을 완성한 보울트를 외부로 밀어내기 위한 다이스 핀(16)과, 상기 제1스페이셔(15) 후단에 밀착 설치되는 제2스페이셔(17)와, 상기 제2스페이셔(17) 내에 삽입 설치되어 다이스 핀(16)의 이동되는 길이를 제한하기 위한 핀링(18)으로 구성된 것을 특징으로 하는 미완성된 보울트 머리부분을 육각으로 트리밍 성형하기 위한 트리밍 다이스에 있어, 보울트 머리 형성을 위한 트리밍 펀치에 대해 상대적으로 고정펀치를 설치함으로써, 육각머리 형성에 따른 트림을 깔끔하게 처리할 수 있어 제품에 대한 불량을 최소화 할 수 있고, 각 펀치의 접촉될 수 있는 면을 최소화하여 부품의 손상을 현저히 방지함과 동시에, 제품에 대한 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

보울트 머리 성형용 트리밍 다이스{Trimming dies for Bolt head forming}
본 발명은 보울트 머리 성형용 트리밍 다이스에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 단조작업을 거쳐 미완성된 보울트 머리부분을 육각으로 트리밍 성형하기 위한 다이스에 있어, 보울트 머리 형성을 위한 트리밍 펀치에 대해 상대적으로 보울트를 지지하는 다이스로부터 트리밍이 이루어 질 수 있도록 하여 보울트 머리 성형의 불량을 방지하고, 다이스를 보호할 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 일자형의 환봉에 대한 펀칭공정으로 이루어지는 단조, 트리밍, 전조공정 등을 거쳐 보울트를 성형함에 있어, 보통 사각 또는 육각의 보울트 머리를 성형은 트리밍(trimming)공정으로서 보울트 머리를 형성시켜 준다.
통상 평행식으로 놓이는 다이스에 머리부분이 원형으로 소정의 두께로 납작하게 가 성형된 미가공 상태의 보울트를 안치시키고, 안치된 보울트의 일측 중심위치에서부터 트리밍 펀치에 의해 미완성된 보울트의 머리부분을 트림시켜 육각이나 사각으로 성형한다.
참고적으로 도 1에 도시된 미완성 보울트(B)의 중심축(2)에 대해 형성된 납작머리(1)를 설명하면, 펀칭되어 성형된 납작머리 부분의 외측둘레는 일측에서부터 펀칭되어 변형되는 재질의 특성상 그 외주연이 둥글게 형성되고, 그 상하부측으로는 육각머리 보울트의 설계에 따라 소정각도로 모따기(3)(Chamfer)부분은 미도시된 받침다이와 펀칭 툴에 의해 형성되도록 한 것이다.
상기와 같이 미완성 성형된 보울트(B)의 머리부분을 육각으로 형성하기 위한 종래의 트리밍 다이스(10)는 첨부된 도 2 내지 도 4에서 도시된 바와 같이, 다이스 본체(11)의 내부 선단에 압입 설치되며 내경(12a)에 단턱(12b)이 형성된 다이스 링 고정대(12)와, 상기 다이스 링 고정대(12)의 내경(12a)에 안내 삽입되도록 외측 둘레에 걸림턱(14a)이 돌출 형성되고, 중앙에 미완성 보울트(B)의 중심축(2)을 안내시키기 위한 안내공(14b)이 형성된 스트리퍼(14)와, 상기 스트리퍼(14)의 일단을 받침과 동시에 다이스 본체(11) 내에 압입 설치되며, 상기 안내공(14b)과 일치하는 직경의 핀 가이드공(15a)이 형성된 제1스페이셔(15)와, 상기 핀 가이드공(15a) 및 안내공(14a)에 삽입되어 공정을 완성한 보울트(B)를 외부로 밀어내기 위한 다이스 핀(16)과, 상기 스트리퍼(14)가 위치하는 중심선상의 일측으로부터 가압력으로 이송되어 보울트(B) 머리부(1)를 트림 성형하기 위한 트리밍 펀치(A)로 구성된다.
상기 트리밍 펀치(A)는 미완성된 보울트 머리를 육각으로 트림(절단)시키기 위한 절단각(a1)을 갖되, 그 내부는 머리부의 형상에 따라 사각 또는 육각으로 형성되어 있다.
상기 트리밍 펀치(A)의 절단각(a1) 끝날 부분은 보울트 머리를 트리밍할 때 상기 스트리퍼(14)의 일면에 접촉되는 구조이고, 상기 스트리퍼(14)는 트리밍 펀치의 재질보다 무른 재질이 사용된다.
그리고, 상기 트리밍 펀치(A)가 설치되는 다이스 본체(11)의 후방으로는 제2스페이셔(17)가 설치되고, 그 내부 중앙으로는 상기 다이스 핀(16)의 이송길이를 제한하기 위한 핀링(18)이 압입 설치된 구조이다.
즉, 상기 다이스 핀(16)은 제2스페이셔 내에 설치된 핀링에 걸려 더 이상의 이송을 제한할 수 있도록 한 것이며, 상기 다이스 핀(16)은 별도의 가압수단(도면에서 생략함)에 의해 이송되는 구조이나, 여기서는 다이스 핀의 전후 작동에 의해 미완성 보울트를 배출시키는 동작만 설명하기로 한다.
상기와 같이 구성된 종래의 트리밍 다이스의 동작을 살피면, 미도시된 로봇 아암이 미완성 보울트(B)를 홀딩한 상태에서 다이스 본체의 중앙에 위치시켜 준다.
즉, 위치된 미완성 보울트는 다이스 본체(11)의 다이스 링 고정대(12)에 설치된 스트리퍼(14)의 중심측 안내공(14b)에 일치된 상태에서 트리밍 펀치(A)가 가압수단에 의해 전진되는 상태에서 미완성 보울트의 머리부분을 밀어주고, 이때 미완성 보울트(B)의 중심축(2) 부분은 상기 스트리퍼(14)의 안내공(14b)에 완전히 삽입되는 상태가 된다.
상기 보울트(2)를 안내공(14b)으로 밀어 넣는 과정에서 보울트를 홀딩하고 있던 로봇 아암은 보울트의 홀딩을 해제한 상태가 된다.
상기와 같은 상태에서 트리밍 펀치(A)는 전진되어 가압수단에 의한 가압력으로 납작하게 형성되어 있는 미완성 보울트(B)의 머리부분을 육각형상으로 형성된 절단각(a1)부분을 통해 트림시켜 결국 육각머리를 형성하게 되고, 이어서 다시 후진하는 상태가 된다.
상기 트리밍 펀치(A)의 후진동작이 일어날 때 다이스 본체(11)의 제1스페이서(15)의 핀 가이드공(15a), 스트리퍼(14)의 안내공(14b), 제2스페이서(17), 핀링(18)의 중심상에 설치된 다이스 핀(16)은 트리밍 된 보울트(B)의 중심측단을 밀어내고, 상기 스트리퍼(14)의 안내공(14b)으로부터 빠져 나오는 보울트(B)는 대기상태의 로봇 아암이 홀딩하여 다음 공정으로 이송시켜 준다.
상기와 같은 동작을 통해 육각머리를 형성함에 있어, 종래에는 다음과 같은 문제점이 발생된다.
우선, 첨부된 도 1을 참조하여 볼 때 단조공정을 거쳐 머리부분이 납작하게 형성된 미완성 보울트(B)의 머리부분 가장자리를 일측으로부터 트리밍 펀치(A)가 타격될 때 있어 트림되는 마지막 부분에서 상기 보울트(B)의 납작머리(1)는 경사진 모따기(3) 부분으로부터 뭉그러지는 버어(Burr)현상이 일어나게 되어 절단 끝부분이 깔끔하지 못한 단점이 있다. 이로 인해 별도로 2차 가공을 실시해야 하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 버어 현상은 트리밍 펀치(A)가 스트리퍼(14) 일면에 접촉되는 순간, 보울트 납작머리(1) 부분의 모따기(3)는 경사각을 갖고 있기 때문에, 스트리퍼의(14) 일면측 방향으로 밀려나는 현상으로 이는 트리밍 펀치(A)에도 좋지 않은 영향을 주게 된다.
상기와 같은 버어 현상은 다시 후진되어야 하는 트리밍 펀치의 절단날 부분을 훼손시키는 사례가 빈번하게 나타나 트리밍 펀치의 교체 주기가 빨라지는 단점이 있다.
또한, 상기 트리밍 펀치가 스트리퍼의 일면에 수회 맞닿게 됨으로서 스트리퍼 또한 교체 주기가 빨라 구성요소에 대한 비경제적인 단점이 있었다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 미완성된 보울트 머리부분을 육각으로 트리밍 성형하기 위한 다이스에 있어, 보울트 머리 형성을 위한 트리밍 펀치에 대해 상대적으로 보울트를 지지하는 다이스로부터 트리밍이 이루어 질 수 있도록 하여 보울트 머리 성형의 불량을 방지하고, 트리밍 다이스 및 트리밍 펀칭을 보호할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 일측에 납작머리가 형성되고, 나사구간을 형성하기 위한 중심축을 갖는 보울트를 다이스본체 일측에 설치된 트리밍 펀치로서 트림시켜 각형의 머리부를 형성시키는 트리밍 다이스에 있어서, 상기 다이스 본체의 내부 선단에 압입 설치되며, 내경 및 단턱이 형성된 다이스 링 고정대와, 상기 다이스 링 고정대의 내경으로부터는 상기 트리밍 펀치와 일직선상으로 대응되며, 외측에 걸림턱이 돌출 형성되고, 일단으로부터 내측에 각형의 절단각이 형성된 고정 펀치와, 상기 고정 펀치의 내경에 설치되도록 외측이 각형으로 형성되되, 일측에 걸림턱이 형성되며, 중앙에 미완성 보울트의 중심을 안내시키는 안내공이 형성된 스트리퍼와, 상기 스트리퍼의 일단을 받침과 동시에 다이스 본체 내에 압입 설치되며, 상기 안내공과 일치하는 직경의 핀 가이드공이 형성된 제1스페이셔와, 상기 제1스페이셔의 핀 가이드공 및 스트리퍼의 안내공에 삽입되어 공정을 완성한 보울트를 외부로 밀어내기 위한 다이스 핀과, 상기 제1스페이셔 후단에 밀착 설치되는 제2스페이셔와, 상기 제2스페이셔 내에 삽입 설치되어 다이스 핀의 이동되는 길이를 제한하기 위한 핀링으로 구성된 보울트 머리 성형용 트리밍 다이스가 제공됨으로써 달성된다.
이하, 첨부된 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 5는 본 발명에 따른 주요 구성요소를 분리하여 도시한 사시도이고, 도 6은 내지 도 8은 본 발명에 따른 트리밍 다이스의 동작상태를 도시한 종단면이다.
본 발명은 일측에 납작머리(1)가 형성되고, 나사구간을 형성하기 위한 중심축(2)을 갖는 보울트(B)를 다이스 본체(11) 일측에 설치된 트리밍 펀치(A)로서 트림시켜 각형의 머리부를 형성시키는 트리밍 다이스(10)에 있어서, 상기 다이스 본체(11)의 내부 선단측에 내경(12a) 및 단턱(12b)이 형성된 다이스 링 고정대(12)가 압입 설치되고, 상기 다이스 링 고정대(12)에는 상기 트리밍 펀치(A)와 일직선상으로 일치되며, 다이스 링 고정대(12)의 내경(12a)에 대하여 외측에 걸림턱(13a)이 돌출 형성되고, 일단으로부터 내측에 각형의 절단각(13b)이 형성된 고정 펀치(13)가 삽입 고정된다.
상기 고정 펀치(13)의 내경에는 외측이 각형으로 형성되되, 일측에 걸림턱(14a)이 형성되며, 중앙에 미완성 보울트(B)의 중심축(2)을 안내시키는 안내공(14b)이 형성된 스트리퍼(14)가 설치되고, 상기 스트리퍼(14)의 일단을 받침과 동시에, 다이스 본체(11) 내에는 상기 안내공(14b)과 일치하는 직경의 핀 가이드공(15a)이 형성된 제1스페이셔(15)가 압입 설치된다.
상기 제1스페이셔(15)의 핀 가이드공(15a) 및 스트리퍼(14)의 안내공(14b)에 삽입되어 머리부분이 성형된 보울트(B)를 외부로 밀어내기 위한 다이스 핀(16)이 관통 설치되고, 상기 제1스페이셔(15) 후단에는 중심에 통공(17a)이 형성된 제2스페이셔(17)가 설치된다.
또한, 상기 제2스페이셔(17) 내에는 다이스 핀(16)의 이동되는 길이를 제한하기 위한 핀링(18)이 삽입 설치된다.
상기 스트리퍼(14)의 외측에 설치된 고정 펀치(13)와 대응되는 트리밍 펀치(A)는 가압수단으로 하여금 전진 이송되어 보울트(B) 머리를 트림시키도록 내부에 각형의 절단각(a1)이 형성되어 있다.
상기 다이스 핀(16)은 일단부분으로 단턱(16a)을 갖도록 하여 상기 핀링(18)에 걸려 더 이상 진입을 제어할 수 있도록 한 것이다.
한편, 상기 다이스 본체(11)의 중심측에 스트리퍼(14)와 함게 동축상으로 설치되는 고정 펀치(13) 및 고정펀치(13)에 대응되는 상기 트리밍 펀치(A)는 성형하기 위한 보울트 머리부분의 형상에 따라 사각 또는 육각형의 절단각 중 어느 하나를 갖도록 하여 납작하게 성형된 보울트의 머리부분을 트림시킬 수 있도록 한 것이다.
상기와 같은 구성으로 이루진 본 발명인 보울트 머리 성형용 트리밍 다이스의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 보울트(B)를 성형하는 여러 공정에 있어, 자동화 설비로 운영되고 있는 본 공정의 라인에서는 미도시된 로봇 아암이 동작하여 미완성 보울트를 홀딩한 상태에서 본 발명의 트리밍 다이스(10)로 이동시켜 준다.
상기 미완성 보울트(B)를 홀딩한 상태에서 설정된 프로그램에 따라 다이스 본체(11)의 중앙에 위치시켜 주는데, 다이스 본체의 다이스 링 고정대(12)에 설치된 스트리퍼(14)의 중심측 안내공(14b)에 상기 보울트(B)의 중심축(2)을 일치시켜 준다.
이와 같이 일치된 상태에서 다이스 본체(11)와 소정거리 이격되어 준비 상태인 트리밍 펀치(A)가 가압수단에 의해 전진동작으로 미완성 보울트(B)의 머리부분을 밀어 상기 스트리퍼(14)의 안내공(14b)에 완전히 삽입되도록 한다.
상기 보울트(14)를 안내공(14b)으로 밀어 넣는 과정에서 보울트를 홀딩하고 있던 로봇 아암은 보울트의 홀딩을 해제한 상태가 된다.
상기 트리밍 펀치(A)는 순간 타격으로 납작하게 형성되어 있는 미완성 보울트의 머리부분을 육각형상으로 형성된 절단각(a1) 부분을 통해 트림시켜 결국 육각머리를 형성하도록 하고, 이어서 다시 후진하는 상태가 된다.
상기와 같이 트림동작이 이루어지는 가운데 있어, 스트리퍼(14)는 보울트(B)의 중심축(2) 부분과 중심축으로부터 납작하게 연장되는 일면을 안정적으로 받쳐 주는 역할을 하고, 상기 스트리퍼(14)의 외측에 위치하고 다이스 링 고정대(12) 내에 고정된 고정 펀치(13)는 상기 트리밍 펀치(A)에 대하여 상대적으로 보울트 납작머리 부분을 동시에 트림시켜 준다.
상기 고정 펀치(13)는 그 내부 중심으로 설치된 스트리퍼(14)의 결합되는 면이 육각형으로 되어 있어 안정적인 고정타입으로 트리밍 펀치(A)의 절단각(a1)으로부터 어긋남이 없어 깔끔하게 트리밍 된다.
이에 따라 상기 트리밍 펀치(A)와 고정 펀치(13)의 트림작용은 기존에 발생하던 버어(burr)현상을 방지하여 보울트 머리성형에 따른 불량률을 최소로 할 수 있는 이점이 있다.
즉, 상기 고정 펀치(13)의 절단각(13b)부분은 미완성 보울트(B)의 머리 저면부분 측에 접촉된 상태에서 트리밍 펀치(A)의 가압력이 가해질 때 받쳐주는 역할과 동시에 트림이 이루어 지므로, 트림이 보다 빠르게 나타나고, 상기 각 펀치의 절단각(a1, 13b)의 밀림현상에 따른 버어 현상을 없앨 수 있는 것이다.
따라서, 고정 펀치(13)와 트리밍 펀치(A)가 맞닿는 접촉부분은 트리밍 펀치(A)와 스트리퍼(14)가 맞닿게 되는 기존과 트리밍 다이스에 비해본 발명에서의 스트리퍼(14)를 보호할 수 있고, 상기 스트리퍼(14)는 그 외측둘레가 육각으로 형성된 이유에서 고정 펀치(13)를 안정되게 고정할 수 있는 고정키 역할을 하여 보다 안정적인 트림이 이루어지게 된다.
한편, 상기와 같은 펀칭이 이루어진 후에는 상기 트리밍 펀치(A)는 후진 동작 되고, 다이스 본체(11)의 제1스페이서(15)의 핀 가이드공(15a), 스트리퍼(14)의 안내공(14b), 제2스페이서(17)의 통공(17a), 핀링(18)의 중심상에 관통된 다이스 핀(16)은 트리밍 된 보울트(B)의 중심축(2) 종단을 밀어내어 배출시키며, 상기 스트리퍼(14)의 안내공(14b)으로부터 빠져 나오는 보울트(B)는 다시 로봇 아암이 홀딩하여 다음 공정으로 이송시켜 준다.
상기와 같이 보울트 머리부분을 육각으로 형성시켜 줌에 있어, 그 절단되는 면이 비교적 깨끗하게 발생되어 별도로 머리부분을 성형하는 공정에 있어, 기존과는 달리 2차 마무리 작업등을 생략할 수 있어 작업성도 향상되고 제품에 대한 불량을 최소로 줄일 수 있는 이점이 있다.
이상에서와 같이, 본 발명은 미완성된 보울트 머리부분을 육각으로 트리밍 성형하기 위한 트리밍 다이스에 있어, 보울트 머리 형성을 위한 트리밍 펀치에 대해 상대적으로 고정펀치를 설치함으로써, 육각머리 형성에 따른 트림을 깔끔하게 처리할 수 있어 제품에 대한 불량을 최소화 할 수 있고, 각 펀치의 접촉될 수 있는 면을 최소화하여 부품의 손상을 현저히 방지함과 동시에, 제품에 대한 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 미완성 보울트를 설명하기 위해 도시한 정면도,
도 2 내지 도 4는 종래 트리밍 다이스의 동작상태를 도시한 종단면도,
도 5는 본 발명에 따른 주요 구성요소를 분리하여 도시한 사시도,
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 트리밍 다이스의 동작상태를 도시한 종단면도.
◎ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ◎
10: 트리밍 다이스 11: 다이스 본체
12: 다이스 링 고정대 13: 고정 펀치
14: 스트리퍼 15: 제1스페이셔
16: 다이스 핀 17: 제2스페이셔
18: 핀링 A: 트리밍 펀치
B: 보울트

Claims (2)

  1. 일측에 납작머리(1)가 형성되고, 나사구간을 형성하기 위한 중심축(2)을 갖는 보울트(B)를 다이스 본체(11) 일측에 설치된 트리밍 펀치(A)로서 트림시켜 각형의 머리부를 형성시키는 트리밍 다이스(10)에 있어서,
    상기 다이스 본체(11)의 내부 선단에 압입 설치되며, 내경(12a) 및 단턱(12b)이 형성된 다이스 링 고정대(12)와,
    상기 트리밍 펀치(A)와 대응되며 다이스 링 고정대(12)의 내경(12a)에 삽입 고정되도록 외측에 걸림턱(13a)이 돌출 형성되고, 일단으로부터 내측에 각형의 절단각(13b)이 형성된 고정 펀치(13)와,
    상기 고정 펀치(13)의 내경(13c)에 설치되도록 외측이 각형으로 형성되되, 일측에 걸림턱(14a)이 형성되며, 중앙에 미완성 보울트(B)의 중심을 안내시키는 안내공(14b)이 형성된 스트리퍼(14)와,
    상기 스트리퍼(14)의 일단을 받침과 동시에 다이스 본체(11) 내에 압입 설치되며, 상기 안내공(14b)과 일치하는 직경의 핀 가이드공(15a)이 형성된 제1스페이셔(15)와,
    상기 제1스페이셔(15)의 핀 가이드공(15a) 및 스트리퍼(14)의 안내공(14b)에 삽입되어 공정을 완성한 보울트(B)를 외부로 밀어내기 위한 다이스 핀(16)과,
    상기 제1스페이셔(15) 후단에 밀착 설치되는 제2스페이셔(17)와,
    상기 제2스페이셔(17) 내에 삽입 설치되어 다이스 핀(16)의 이동되는 길이를 제한하기 위한 핀링(18)으로 구성된 것을 특징으로 하는 보울트 머리 성형용 트리밍 다이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고정 펀치(13)와 대응되는 트리밍 펀치(A)는 성형하려고 하는 보울트 머리부분의 형상에 따라 사각 또는 육각형의 절단각 중 어느 하나의 절단각을 갖는 것을 특징으로 하는 보울트 머리 성형용 트리밍 다이스.
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