KR100695038B1 - 캠 샤프트용 냉간 인발 파이프 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캠 샤프트용 냉간 인발 파이프 제조방법에 관한 것으로서 상세하게는 샤프트를 냉간인발 제조시에 외측부에 홈을 일정간격으로 동시에 형성시켜 제조의 편리성 및 공차를 발생시키지 않아 제품의 신뢰성이 향상되도록 한 캠 샤프트용 냉간 인발 파이프 제조방법에 관한 것인바, 본 발명의 캠 샤프트용 냉간 인발 파이프 제조방법은 다이와 플러그 사이를 통과시켜 바깥지름과 안지름의 단면을 축소시키고 V형 홈을 가공하는 캠 샤프트용 파이프 제조방법에 있어서, 상기 다이와 플러그 사이를 수회 이상 통과시켜 두께를 조절한 후 모재를 마지막으로 다이와 플러그 사이를 통과시키고자 할 때 "V"형 홈을 내측에 일정간격으로 2개 이상 일체로 형성시킨 칼날이 구비된 다이와 통상의 플러그 사이를 통과시켜 파이프 형상의 모재 외측에 "V"형 홈이 0.4mm 이상의 깊이로 형성되는 것에 그 특징이 있다.

Description

캠 샤프트용 냉간 인발 파이프 제조방법{Method for manufacturing the tube drawing of cam shaft}

도 1a는 일반적인 파이프 제조방법을 보여주는 예시도이고

도 1b는 다이의 일반적인 형태를 보여주는 단면도이다.

도 2a는 본 발명의 기술이 적용된 인발가공의 작업형태를 보여주는 예시도.

도 2b는 본 발명의 기술에 의해 가공된 모재의 측면상태를 보여주는 측면도.

도 3a내지 도 3c는 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 예시도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

100 : 인발 다이 110 : V형 홈

300 : 플러그 400 : 하우징

P : 모재

본 발명은 캠 샤프트용 냉간 인발 파이프 제조방법에 관한 것으로서 상세하게는 샤프트를 냉간인발 제조시에 외측부에 홈을 일정간격으로 동시에 형성시켜 제조의 편리성 및 공차를 발생시키지 않아 제품의 신뢰성이 향상되도록 한 캠 샤프트용 냉간 인발 파이프 제조방법에 관한 것이다.

자동차의 샤프트는 엔진의 구성요소인 실린더 블록과 실린더 헤드 사이에 설치되며 상기 샤프트에는 밸브를 개폐시키기 위하여 밸브수와 같은 수의 캠이 배열되어 있으며, 엔진크랭크축의 회전운동을 로커암의 상하운동으로 변환시켜 흡기밸브와 배기밸브의 개폐를 조절하는 기능을 가지고 있는 엔진 핵심부품의 하나이다.

이러한 캠 샤프트는 주물 주조방식과 중공소결방식으로 생산되는 두 가지 종류의 캠 샤프트가 공급되고 있다.

상기 주물 주조방식은 용량(쇳물)을 형틀에 부어 캠과 캠 샤프트를 일체로 형성시키고 캠을 후가공하여 제조하였다. 그러나 상기한 주조방식의 캠 샤프트는 무게가 무겁고 대량생산이 어려운 문제점이 있다.

한편, 중공소결방식으로 생산되는 캠 샤프트는 파이프 가운데가 비어있어 파이프의 가운데가 채워진 상태로 제작되는 주철방식의 파이프에 비해 30~50% 이상 경량제작이 가능하고, 엔진 연비향상에 있어 엔진경량화의 중요성이 강조되고 있는 만큼 자동차 메이커들도 중공소결 방식의 캠 샤프트를 선호하고 있는 추세에 있으 며, 활용도가 지속적으로 증가되어 갈 추세에 있다.

상기와 같은 중공소결방식의 캠 샤프트는 고경도의 복합탄화물 재질의 활용에 따라 캠 샤프트의 내구성과 내마모성 및 강도가 크게 향상되며, 기존 주물 주조방식에 있어 필수적인 열처리공정과 표면 처리공정이 불필요해 제조공정 단순화에 따른 불량률 감소와 비용절감에도 큰 효과가 있는 것으로 보고되고 있다.

상기한 주물 주조방식과 중공소결방식으로 생산되는 두 가지 종류의 캠 샤프트는 제조하는데 시간이 많이 소요되며 홈의 위치 및 깊이 등 후가공에 의한 기계적 공차가 발생되어 제품의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 감안하여 안출한 본 발명은 제조하는데 시간이 짧게 단축되며 홈의 위치 및 깊이 등을 후가공 없이 형성시킴으로써 제조가 간단하며 기계적 공차의 발생을 방지하여 제품의 신뢰성이 향상되도록 한 캠 샤프트용 냉간 인발 파이프 제조방법을 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 다이와 플러그 사이를 통과시켜 바깥지름과 안지름을 동시에 축소시키고 "V"형 홈을 가공하는 캠 샤프트용 냉간 인발 파이프 제조방법에 있어서, 상기 다이와 플러그 사이를 수회 이상 통과시켜 두께를 조절한 후 모재를 마지막으로 다이와 플러그 사이를 통과시키고자 할 때 "V"형 홈을 내측에 일정간격으로 2개 이상 일체로 형성시킨 칼날이 구비된 다이와 통상의 플러그 사이를 통과시켜 파이프 형상의 모재 외측에 "V"형 홈이 0.4mm 이상의 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 캠 샤프트용 냉간 인발 파이프 제조방법에 의하여 달성된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 캠 샤프트용 냉간 인발 파이프 제조방법은 먼저 모재가 작업장에 반입되면 이물질을 제거하기 위한 탈지공정을 수행한다. 상기 탈지공정 후 이물질이 제거된 상태의 모재를 연화를 목적으로 적당한 온도까지 가열한 다음 그 온도에서 유지한 후 서냉하는 소둔공정을 수행한다.

상기 소둔공정을 수행하면 모재의 표면에는 산화막이 형성되는데 상기 모재의 표면에 형성된 산화막은 산화막제거공정에 의해 제거된다.

상기 산화막을 제거하기 위해서 사용되는 약품은 황산으로서 산화막제거공정 후에는 황산이 모재의 표면에 묻어 있기 때문에 이를 제거하기 위해 물이 저장된 탱크에 산화막제거공정을 수행한 모재를 담그고 중화 및 세척하는 수세공정을 수행한다.

이때 상기 모재 표면에 남아 있는 황산을 제거하기 위해 수행하는 수세공정을 적어도 3회 이상 실행하여야 한다.

상기와 같은 공정을 수행한 모재의 표면조정(피막)공정 후 중화하는 수세공정 후에는 인발유를 전체 즉, 내측과 외측에 오일을 도포한 후 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 모재(P)를 다이(100)에 삽입한 후 끝을 인발기의 죠(jaw)(200)에 물려 연속적으로 끌어 잡아당기면 모재(P)는 다이(100)와 플러그(300) 사이를 통과하게 된다

이때 인발의 속도는 단면적이 큰 경우에는 0.25㎧ 정도, 가는 선재에는 50㎧ 정도가 적당하나 속도가 너무 빠르면 온도가 급격히 상승되어 제품에 악영향을 미친다. 한편, 인발 다이(100)의 재료는 초경합금을 사용하며 인서트(insert)로 제작하여 하우징(400)에 강제 삽입하여 사용한다.

상기 다이(100)는 반각이 6~15°, 랜드부는 작은 테이퍼를 주어 다이 구멍의 출구 치수를 유지하며 랜드부의 길이는 제품 직경의 1/4~3/4으로 재료와 다듬질 정도에 따라 달라진다.

한편, 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 모재(P)가 다이(100)와 플러그(300) 사이를 1회 통과시 단면 감소율은 10~45% 정도이며 단면 감소율이 45% 이상이 되면 윤할막이 차단되어 표면정도가 약화됨으로 단면 감소율을 작게 하여야 한다.

한편 상기 다이(100)와 플러그(300) 사이를 수회 통과하여 내경과 외경의 조절이 완료되면 첨부도면 도 2에 도시된 바와 같이 상기 "V"형 홈(110)을 다이(100)의 내측에 일정간격으로 2개 이상 형성시키기 위하여 "V"형 칼날(110)을 일체로 형성시켜고 파이프 모재(P)를 다이(100)와 플러그(300) 사이를 통과시면 파이프형 모재(P)의 외측에 "V"형 홈이 0.4mm 이상의 깊이로 형성된다.

상기와 같이 캠 샤프트용 파이프를 인발 제조시 외측에 형성되는 "V"자형 홈을 첨부도면 도 3에 도시된 바와 같이 반원형, 사각형, 사다리꼴형, "U"자형 중 선택된 어느 하나의 형태를 사용할 수도 있다.

이와 같은 방법으로 제조되는 본 발명의 캠 샤프트용 파이프는 냉간 인발 방법으로 제조하는데 시간이 짧게 단축되며 홈의 위치 및 깊이 등을 후 가공 없이 형성시킴으로써 제조가 간단하며 기계적 공차의 발생을 방지하여 제품의 신뢰성이 향상되도록 하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 다이와 플러그 사이를 통과시켜 바깥지름과 안지름을 동시에 축소시키고 "V"형 홈을 후가공하는 캠 샤프트용 파이프 제조방법에 있어서,

   상기 다이와 플러그 사이를 2회 이상 통과시켜 두께를 조절한 후 모재를 마지막으로 다이와 플러그 사이를 통과시키고자 할 때 "V"형 홈을 내측에 일정 분할간격으로 2개 이상 일체로 형성시킨 칼날이 구비된 다이와 통상의 플러그 사이를 통과시켜 파이프 형상의 모재 외측에 "V"형 홈이 0.4mm 이상의 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 캠 샤프트용 냉간 인발 파이프 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 "V"형의 홈 형상이 반원형, 사각형, 사다리꼴형, "U"자형 중 선택된 어느 하나의 형태인 것을 특징으로 하는 캠 샤프트용 냉간 인발 파이프 제조방법.

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