KR100672864B1 - 볼트제조방법 및 이에 사용되는 가공공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대량생산이나, 볼트의 저렴화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 특히, 동일한 축경에 왼 나사와 오른 나사가 동시에 형성되는 부분을 지니는 볼트(일명, 풀림방지볼트라고도 함)를 제작할 수 있는 볼트제조방법 및 이에 사용되는 공구를 제공한다.

그 볼트제조방법은, 볼트(50,60)의 머리부(51,61)측의 나사산 가공단부로부터 가공날이 물려 머리부(51,61) 측으로부터 머리부의 반대 단부측으로 가공이 이루어지도록 나사산(53)을 가공하기 위한 다수의 가공날(11,21; 31,41)이 형성된 적어도 한쌍의 가공공구(10,20; 30,40)로, 나사산(53,64)을 가공할 볼트(50,60)의 몸체(52,62)의 외경(DO)을 파지하는 단계와; 볼트(50,60)의 머리부(51,61)측의 나사산 가공단부로부터 머리부의 반대 단부측으로 나사산(53,64)이 가공되고 그 머리부의 반대 단부가 그 가공날(11,21; 31,41)로부터 빠져나오도록 상기 파지된 볼트(50,60)를 상대적으로 회전시킴과 동시에 가공날(11,21; 31,41)의 내측 단부(내경)가 나사산(53)의 내경(DI)까지 가공공구(10,20; 30,40)를 더욱 가압하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

볼트, 나사산, 가공날, 가공공구, 파지, 가압, 왼나사, 오른나사

Description

볼트제조방법 및 이에 사용되는 가공공구{method of manufacturing a bolt and maching tool for being used in the method}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 볼트제조방법과 이에 사용되는 가공공구를 설명하기 위한 개략구성도이다.

도 2 내지 도 6은, 도 1에 따른 볼트제조방법의 각 과정을 설명하기 위한 개략 구성도이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풀림방지볼트의 제조방법과 이에 사용되는 가공공구를 설명하기 위한 개략구성도이다.

도 8 내지 도 12는, 도 7에 따른 볼트제조방법의 각 과정을 설명하기 위한 개략 구성도이다.

도 13은 가공공구의 제조과정의 일예를 설명하기 위한 개략구성도이다.

도 14 및 도 15는 본 발명의 방법이 적용될 수 있는 또다른 구조의 볼트의 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10,20: 가공공구 11,21: 가공날

30,40: 가공공구 31,41: 가공날

50: 볼트 51: 머리부

52: 몸체 53: 나사산

60: 풀림방지볼트 61: 머리부

62: 몸체 63: 오른 나사산

64: 왼 나사산

본 발명은, 대량생산이나, 볼트의 저렴화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 특히, 동일한 축경에 왼 나사와 오른 나사가 동시에 형성되는 부분을 지니는 볼트(일명, 풀림방지볼트라고도 함)를 제작할 수 있는 볼트제조방법 및 이에 사용되는 가공공구에 관한 것이다.

종래, 볼트는 절삭가공만이 아니라, 비절삭가공에 의해서도 제조되며, 강도와 양산을 위해 더욱 소성가공에 의존하게 된다. 소성가공에 있어서는, 통상, 볼트머리를 단조 특히 냉간단조에 의해 형성하고, 전조다이스에 의한 평면전조, 원형전조 또는 그 조합에 의해 나사산을 성형함으로써 그레인 플로우가 좋아 절삭가공에 비해 강도가 높게 된다.

그러나, 단조로 볼트의 나사산을 가공하는 경우, 금형의 분할부분에 분할선이 생겨 이를 절삭하여야 하는 문제가 있다.

또한, 전조에 의해 나사산을 제조하는 경우에도 동일한 축경에 왼 나사와 오 른 나사를 동시에 성형시키는 것은 나사산들이 뭉개져서 그 제조자체가 불가능하며, 분리가공하더라도 일방향 나사(일예로 오른 나사)를 가공한 후, 다른 일방향 나사(일예로 왼 나사)를 가공하는 때에 버어(burr)가 발생하여 일방향만 나사의 역할을 할 수 있을 뿐이고, 다른 일방향의 나사는 역시 절삭 내지 그라인딩의 과정을 거쳐야 하는 문제가 있다.

또, 절삭가공에 의하는 경우에는 절삭가공 공수가 많이 소요되어 고가로 되고, 대량생산이 어렵다는 문제가 있을 뿐만 아니라, 동일한 축경에 왼 나사를 가공한 후, 오른 나사를 가공하는 경우에는, 여전히 절삭력에 의해 나사산들이 뭉개지거나, 버어가 발생하여 여전히 상술한 문제가 있다.

따라서, 본 발명은, 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 대량생산이나, 볼트의 저렴화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 특히, 동일한 축경에 왼 나사와 오른 나사가 동시에 형성되는 부분을 지니는 볼트(일명, 풀림방지볼트라고도 함)를 제작할 수 있는 볼트제조방법 및 이에 사용되는 공구를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 따른 볼트제조방법은, 볼트의 머리부측의 나사산 가공단부로부터 가공날이 물려 머리부 측으로부터 머리부의 반대 단부측으로 가공이 이루어지도록 나사산을 가공하기 위한 다수의 가공날이 형성된 적어도 한쌍의 가공공구로, 나사산을 가공할 볼트의 몸체의 외경을 파지하는 단계와; 볼트의 머리부측의 나사산 가공단부로부터 머리부의 반대 단부측으로 나사산이 가공되고 그 머리부의 반대 단부가 그 가공날로부터 빠져나오도록 상기 파지된 볼트를 상대적으로 회전시킴과 동시에 가공날의 내측 단부(내경)가 나사산의 내경까지 가공공구를 더욱 가압하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 볼트의 양단을 제외하고 중앙부분에 나사산을 형성하기 위해 그 나사산의 어느 일단부에서 가공날이 물려 그 나사산의 반대 단부측으로 가공이 이루어지도록 나사산을 가공하기 위한 다수의 가공날이 형성된 적어도 한쌍의 가공공구로, 나사산을 가공할 볼트의 몸체의 외경을 파지하는 단계와; 볼트의 상기 나사산의 일단부로부터 상기 반대 단부측으로 나사산이 가공되고 가공날이 상기 나사산의 반대 단부에 도달하도록 상기 파지된 볼트를 상대적으로 회전시킴과 동시에 회전초기에 가공날의 내측 단부(내경)가 나사산의 내경까지 가공공구를 더욱 가압시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 볼트제조방법을 제공한다.

상술한 경우, 상기 파지단계에 투입되는 볼트는, 동일한 축경에 상이한 방향으로 형성되는 한쌍의 나사산이 형성되는 풀림방지볼트로서, 어느 일방향으로 나사산이 형성된 것일 수 있다.

또한, 본 발명은, 볼트의 몸체에 나사산을 절삭가공하기 위한 가공공구에 있어서, 한쌍으로 구성되고, 각각 머리부측의 나사산 가공단부로부터 가공날이 물려 나사산을 가공하기 위한 다수의 가공날이 형성된 것을 특징으로 하는 볼트제조에 사용되는 가공공구를 제공하며, 그 한쌍의 가공공구는, 하나의 탭으로 형성된 후, 2개로 균등하게 분할된 것일 수 있으며, 그 재질 역시 공구강, 초경합금강 등 종래의 다양한 재질이 채용될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예(들)를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 볼트제조방법과 이에 사용되는 공구를 설명하기 위한 개략구성도이다.

도 1에서 본 발명을 실시하기 위해서는 다양한 수단에 의해 화살표 A1/A2 및 B1/B2 방향으로 서로 접근(볼트(50)의 몸체(52)의 파지 및 가공의 위치로 가압) 및 이격이 가능하도록 설치되는 적어도 한쌍의 가공공구(10,20)를 포함하며, 나아가, 도시가 생략되지만, 가공할 볼트(50)의 머리부(51) 측 소정의 위치로부터 가공되도록 볼트(50)를 화살표 C1방향으로 이송시키고, 상기 몸체(52)의 파지후 가공의 위치로 가압되면서 접근하는 때에 동시에 그 가공공구(10,20)에 대해 상대적으로 화살표 R1 방향으로 회전시키도록 구성된다.

도 2에서 먼저, 볼트(50)의 머리부(51)측의 나사산 가공단부로부터 가공할 수 있도록 나사산(53)을 가공할 볼트(50)의 몸체(52)의 외경(DO: 도 4 참조)을 적어도 한쌍의 가공공구(10,20)로 파지할 수 있는 위치로 볼트(50)가 화살표 C1방향으로 이동한다. 그 뒤, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 외경(DO)이 가공공구(10,20)의 가공날(11,21)에 물려 파지된다.

도 3의 상태로부터 볼트(50)가 도 4의 화살표 R1방향으로 회전함과 동시에 더욱 가공날(11,21)의 내측 단부(내경)가 나사산(53)의 내경(DI)까지 가공공구(10,20)를 화살표 A1 및 B1 방향으로 더욱 가압한다.

이와 같이, 볼트(50)를 회전시킴과 동시에 가공공구(10,20)를 가압함으로써 나사산(53)의 형성을 위한 절삭이 이루어지기 시작하며, 가공공구(10,20)의 내경이 나사산(53)의 내경(DI)에 일치되는 위치에서 더 이상 내측으로 전진되지 아니하며, 이 때, 몸체(52)가 물린 곳에서는 나사산(53)의 형성이 완료되면서, 볼트(50)는 화살표 C2방향으로 이동하게 된다. 이와 같이 이동하여 머리부(51)의 반대 단부가 완전히 가공공구(10,20)의 가공날(11,21)로부터 빠져나오면, 그 반대 단부까지 나사산(53)의 완전한 형성이 이루어지게 된다.

그 뒤, 도 6에 도시된 바와 같이, 새로 가공할 볼트의 파지를 위해 상기 한쌍의 가공공구(10,20)가 대향하여 이격됨으로서 하나의 볼트(50)에 나사산(53)의 가공이 완료된다.

상기 가공공구(10,20)의 내면에는 나사산(53)을 가공하기 위한 다수의 가공날(11,21)이 형성된다. 그 한쌍의 가공공구(10,20)의 가공날(11,21)은, 도 13에 도시된 바와 같이 하나의 공구강 등의 소재(100)에 하나의 탭(110)을 형성한 후, 2개로 이점쇄선(120)에서 균등하게 분할함으로써 형성될 수도 있다. 이 경우, 발생된 칩의 배출을 위해 도 13의 이점쇄선으로 도시한 바와 같은 적당한 원주방향 공간을 두고 가공날이 형성될 수도 있다.

이와 같이 볼트(50)의 나사산(53)을 가공함으로써 절삭가공이지만, 신속한 속도로 가공이 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 도시가 생략되지만, 상술한 가공공구(10,20)를 다수쌍 설치하여 동시에 작동시킴으로써 다수의 볼트(50)의 나사산(53)의 가공이 동시에 이루어질 수 있게 되어 절삭가공에 의한 정밀한 가공과 함께 대량생산이 가능하게 되며, 이에 따라, 볼트의 저렴화를 도모할 수 있게 된다.

도 7 내지 도 12에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 풀림방지 볼트(60)의 제조방법의 설명을 위한 개략구성도가 도시된다. 도 7 내지 도 12의 실시예는, 도 1 내지 도 6의 실시예와 달리, 일방향(예를 들면 오른 방향)의 나사산(63: 이하, 오른 나사산이라 함)이 몸체(62)의 일부에 형성된 후, 다른 일방향(예를 들면, 왼 방향)의 나사산(64: 이하, 왼 나사산이라 함)을 그 오른 나사산(63)의 단부측 일부에 가공하기 위한 것으로, 도 1 내지 도 6에서와 같은 방법이 채용된다. 이때, 그 오른 나사산(63)도 상술한 방법으로 가공될 수도 있으며, 여타의 방법으로 가공될 수도 있다.

즉, 도 7에서 파지단계에 투입되는 볼트(60)는, 어느 일방향으로 나사산이 형성된 것으로, 도면에서는 오른 나사산(63)이 형성된 것이다.

이와 같이 오른 나사산(63)이 형성된 볼트(60)의 몸체(62)에 다시 동일한 축경상에 단부로부터 H1범위에 걸쳐 도 12에 도시된 바와 같이 상이한 방향, 즉, 왼 나사산(64)을 성형하기 위한 것이다.

도 1 내지 도 6에서와 유사하게 가공공구(30,40)는 가공날(31,41)을 지닌다. 그 가공날(31,41)은, 미리 형성된 나사산(63)의 방향에 따라 도 1 내지 도 6과는 반대방향일 수 있고, 동일한 방향일 수도 있다.

도 8에 도시된 바와 같이 화살표 H로 표시된 선, 즉, 볼트(60)의 머리부(61)측의 나사산 가공단부(H)로부터 가공날(31,41)이 물릴 수 있도록 볼트(60)가 가공날(31,41)사이로 이동되며, 도 9에 도시된 바와 같이, 일단, 가공공구(30,40)가 서로 접근되게 이동하여 볼트(60)의 오른 나사산(63)의 외경(DO)을 파지한다.

그 뒤, 더욱, 가공공구(30,40)가 서로 접근되게 이동하여 볼트(60)를 가압하면서 화살표 R2의 방향으로 볼트(60)를 회전시킴으로써 절삭가공이 이루어지기 시작하며, 볼트(60)는 도 11에서와 같이 화살표 C2 방향으로 하강하게 된다.

가공날(31,41)이 나사산(64)의 내경(DI)에까지 이르면, 더 이상의 이동을 중지되지만, 계속 볼트(60)는 회전되어 완전한 왼 나사산(64)이 형성되기 시작하며, 머리부(61) 측으로부터 머리부의 반대 단부측으로 왼 나사산(64)의 가공이 완료되면, 도 12에 도시된 바와 같이, 볼트(60)는 그 가공날(31,41)로부터 빠져나오게 되며, 다시 새로운 볼트(60)의 가공을 위해 가공공구(30,40)는 화살표 A2 및 B2의 방향으로 이동한다.

이와 같이 함으로써 이미 오른 나사산(63)이 형성된 뒤에 왼 나사산(64)이 형성될 수 있게 되어, 풀림방지볼트(60)가 제조될 수 있게 된다.

특히, 풀림방지볼트(60)의 경우, 본 발명에 따라 나사산들이 뭉개지거나, 버어가 발생하는 일이 없게 되어, 풀림방지볼트(60)의 제조를 가능하게 할 뿐만 아니라, 더욱 정밀도 및 생산성까지도 향상시킬 수 있게 된다.

도 7 내지 도 12에서 설명되는 풀림방지볼트(60)는 일예이며, 왼 나사산(64)가 H1에 한정됨이 없는 등의 다양한 풀림방지 볼트일 수 있다.

도 1 내지 도 12에는 볼트(50,60)의 머리부가 육각머리인 것이 도시되지만, 이에 한정됨이 없이, 접시형, 단순 육각구멍부 둥근 머리형 등의 다양한 구조의 머리부를 지니는 것에도 본 발명의 상술한 방법이 유사하게 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 머리부를 지니지 아니하는 도 14 및 도 15와 같은 볼트에도 적용될 수 있다.

도 14에 도시된 볼트(70)의 경우에는 중앙부분이 위에서 설명한 머리부에 해당하고, 양 단부(73,74)가 각각 머리부의 반대 단부에 해당하게 되며, 전 길이에 걸쳐 나사산이 형성되는 경우에는 어느 일단부가 머리부에 해당할 수 있고 다른 일단부가 상술한 머리부의 반대 단부에 해당할 것이다. 도 15에서 1자형으로 가공한 후, U자형상으로 벤딩되는 것도 가능하다.

도 15에 도시된 형태의 볼트(80)의 경우와 같이, 중앙부분에만 나사산(83)을 형성하는 경우, 볼트의 양단을 제외하고 중앙부분의 나사산(83)의 어느 일단부가 위에서 설명한 머리부에 해당하고, 그 나사산(83)의 반대 단부가 머리부의 반대 단부에 해당하게 될 것이다. 이 경우에는 나사산의 가공이 완료된 후에도 볼트(80)의 나사산(83)의 반대 단부가 가공날에 물려있는 상태로 될 것이며, 그 후, 한쌍의 가공공구(10,20; 30,40)가 상대적으로 대향하여 이격됨으로써 완성된 볼트(80)의 언로딩이 가능하게 되고, 새로운 볼트의 가공을 위해 로딩이 가능한 상태로 될 것이다.

또, 유효나사산의 범위에서 완전한 나사산이 형성되도록 하기 위해서는 실제 나사산의 가공범위는 무효나사산을 포함하여 가공범위가 설정되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 볼트제조방법 및 이에 사용되는 가공공구의 구성과 작용에 의하면, 볼트의 정밀도 및 대량생산이나, 볼트의 저렴화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 특히, 동일한 축경에 왼 나사와 오른 나사가 동시에 형성되는 부분을 지니는 볼트(일명, 풀림방지볼트라고도 함)를 제작할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (6)

1. 볼트의 머리부측의 나사산 가공단부에서 가공날이 물려 머리부 측으로부터 머리부의 반대 단부측으로 가공이 이루어지도록 나사산을 가공하기 위한 다수의 가공날이 형성된 적어도 한쌍의 가공공구로, 나사산을 가공할 볼트의 몸체의 외경을 파지하는 단계와;

   볼트의 머리부측의 나사산 가공단부로부터 머리부의 반대 단부측으로 나사산이 가공되고 그 머리부의 반대 단부가 그 가공날로부터 빠져나오도록 상기 파지된 볼트를 상대적으로 회전시킴과 동시에 회전초기에 가공날의 내측 단부(내경)가 나사산의 내경까지 가공공구를 더욱 가압하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 볼트제조방법.
2. 볼트의 양단을 제외하고 중앙부분에 나사산을 형성하기 위해 그 나사산의 어느 일단부에서 가공날이 물려 그 나사산의 반대 단부측으로 가공이 이루어지도록 나사산을 가공하기 위한 다수의 가공날이 형성된 적어도 한쌍의 가공공구로, 나사산을 가공할 볼트의 몸체의 외경을 파지하는 단계와;

   볼트의 상기 나사산의 일단부로부터 상기 반대 단부측으로 나사산이 가공되고 가공날이 상기 나사산의 반대 단부에 도달하도록 상기 파지된 볼트를 상대적으로 회전시킴과 동시에 회전초기에 가공날의 내측 단부(내경)가 나사산의 내경까지 가공공구를 더욱 가압시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 볼트제조방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 파지단계에 투입되는 볼트는, 동일한 축경에 상이한 방향으로 형성되는 한쌍의 나사산이 형성되는 풀림방지볼트를 성형하기 위한 것으로서, 어느 일방향으로 나사산이 형성된 것인 것을 특징으로 하는 볼트제조방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 파지단계전에 한쌍의 가공공구 사이로 볼트의 몸체의 나사산 가공단부가 물리도록 볼트가 공급되며, 상기 가압단계에서 볼트의 나사산의 가공이 완료된 때에는 새로 가공할 볼트의 파지를 위해 상기 한쌍의 가공공구가 대향하여 이격되는 것을 특징으로 하는 볼트제조방법.
5. 볼트의 몸체에 나사산을 절삭가공하기 위한 가공공구에 있어서,

   한쌍으로 구성되고, 각각 머리부측의 나사산 가공단부로부터 가공날이 물려 나사산을 가공하기 위한 다수의 가공날이 형성된 것을 특징으로 하는 볼트제조에 사용되는 공구.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 한쌍의 가공공구는, 하나의 탭으로 형성된 후, 2개로 균등하게 분할되는 것을 특징으로 하는 볼트제조에 사용되는 공구.

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