KR100792202B1

KR100792202B1 - 중공축의 내경 스플라인 성형방법

Info

Publication number: KR100792202B1
Application number: KR1020060094985A
Authority: KR
Inventors: 김민응; 김연구; 신익철
Original assignee: (주)대림엠티아이
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2008-01-08

Abstract

본 발명은 한 번의 가압 및 압출 성형과정을 통해 압출소재 내측에 스플라인을 성형할 수 있도록 한 중공축의 내경 스플라인 성형방법에 관한 것이다.

이를 위해, 서포트로드 단부에 압출공구와 압출소재를 구비하는 압출소재 준비공정과; 가압로드와 슬라이더의 전진 이송에 의해 압출소재를 압출금형부 내부에 장입시킨 후, 서포트로드를 고정시키고 가압로드를 이송시켜 압출소재를 가공하는 압출소재 성형공정과; 가압로드를 이송시켜 서포트로드를 후진시키되, 이젝터로드를 이송시켜 압출소재를 압출금형부 외부로 취출하는 압출소재 취출공정과; 이젝터로드를 고정시킨 상태에서 서포트로드를 후진 이송시켜, 압출공구와 취출공구의 단부를 이격시킨 후 취출공구에서 압출소재를 분리하는 압출소재 탈거공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 따라, 가압실린더 및 서포트실린더의 구동을 통한 한 번의 압출 가공에 의해 중공축 내경에 스플라인을 성형하여, 간편하고 신속하게 중공축을 제조할 수 있는 효과가 있고, 전반적인 스플라인 성형공정을 단순화시켜 제품 제조 비용을 절감할 수 있는 효과도 있다.

자동차, 스티어링, 중공축, 압출 성형, 스플라인.

Description

중공축의 내경 스플라인 성형방법{Method for forming spline the inside diameter of hollow shaft}

도 1은 종래 기술에 따른 스티어링 샤프트 제조장치의 사시도,

도 2는 종래 기술에 따른 스티어링 샤프트 제조장치를 부분 절개하여 도시한 사시도,

도 3은 종래 기술에 따른 스티어링 샤프트 제조장치의 측단면도,

도 4a 내지 도 4e는 종래 기술에 따른 스티어링 샤프트 제조장치의 작동을 설명하기 위한 도면,

도 5는 본 발명에 따른 중공축의 내경 스플라인 성형방법을 순차적으로 나열한 블록도,

도 6은 본 발명에 따른 중공축 내경에 스플라인을 성형하기 위한 장치의 사시도,

도 7a, 7b는 본 발명에 따른 슬라이더 이송 작동을 도시한 측면도,

도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 따른 중공축의 내경 스플라인 성형과정을 설명하기 위한 평단면도.

*도면중 주요 부호에 대한 설명*

10 : 메인프레임 11 : 프런트플레이트

12 : 리어플레이트 13 : 센터플레이트

14 : 가이드로드 15 : 가이드레일

20 : 가압실린더 21 : 가압로드

22 : 슬라이더 25 : 새들

30 : 서포트실린더 31 : 서포트로드

32 : 가압부재 33 : 압출공구

33a : 스플라인홈 33b : 요홈

40 : 압출금형부 41 : 장입홀

41a : 장입부 41b : 압출부

50 : 이젝터실린더 51 : 이젝터로드

53 : 취출공구 53a : 플랜지

53b : 요철 S : 스플라인

P : 압출소재 S10 : 압출소재 준비공정

S20 : 압출소재 성형공정 S21 : 가압로드 이송단계

S22 : 압출소재 가공준비단계 S23 : 압출소재 가압단계

S24 : 압출소재 가공단계 S30 : 압출소재 취출공정

S31 : 압출소재 취출준비단계 S32 : 압출소재 취출단계

S40 : 압출소재 탈거공정

본 발명은 중공축의 내경 스플라인 성형방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한 번의 가압 및 압출 성형과정을 통해 압출소재 내측에 스플라인을 성형할 수 있도록 한 중공축의 내경 스플라인 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차를 운행함에 있어서 주행방향을 변경하거나 선회를 하기 위해 스티어링(조향장치)을 사용한다.

도 1 내지 도 4e는 상기한 스티어링 구조 중 스티어링 샤프트를 제조하기 위한 종래의 "스티어링 샤프트의 제조방법 및 장치"(대한민국 특허 공개번호 제2006-32903호)에 대하여 도시한 것으로, 먼저 상기 스티어링 샤프트 제조방법은 파이프(P)의 일단부 외경을 축소시키기 위하여 소정 형상의 성형홈이 형성된 공구를 파이프의 길이방향으로 가압하여 압출가공하는 단계와, 상기 파이프(P)의 축소된 일단부 외주면이 다단으로 성형되도록 압출가공하는 단계로 이루어진다.

여기서, 스티어링 휠의 조작력이 조향기어로 손실없이 전달되도록 압출가공이 완료된 파이프(P)의 외경에 길이방향으로 형성되는 세레이션(S)을 가공하기 위한 단계가 추가로 구비된다. 이때, 상기 세레이션(S)을 가공하기 위한 단계에 사용되는 가공법은 압출가공법이다.

그리고, 상기한 스티어링 샤프트 제조장치는 본체(100)와, 파이프(P)를 고정 및 이송하기 위한 이송부(200)와, 상기 이송부(200)에 고정되는 파이프(P)의 양단을 소정의 형상으로 성형하기 위하여 압출 가공하는 가공부(300)를 포함하여 구성된다.

도 1 내지 도 3을 통해 설명하면, 상기 이송부(200)는, 상기 본체(100) 상면에 구비되는 것으로, 파이프(P)가 삽입되도록 일정 간격을 두고 서로 이격되는 3개의 홈(225)이 구비된 하부클램프(221)와, 상기 하부클램프(221)와 맞물려 상기 파이프(P)를 고정하도록 그 상부에 마련된 상부클램프(223)와, 파이프(P)의 일부가 삽입 가능하도록 파이프(P)의 길이방향에 수직인 방향으로 일정 간격을 두고 서로 이격되는 다수개의 홈(239)이 수직플레이트(233)의 상면에 형성되는 피더(230)와, 상기 하부클램프(221)의 홈(225)에 안착된 상기 파이프(P)를 이송시키기 위하여 상기 피더(230)를 상하방향 및 파이프(P)의 길이방향에 수직인 방향으로 이송하는 역할의 수직이동수단(241)으로 구성된다.

그리고, 가공부(300)는 상기 본체(100) 상면에 구비되는 것으로, 상기 파이프(P)의 양끝단을 소정의 형상으로 압출 가공하기 위한 제1,2,3공구(311)(313)(315)와, 상기 제1,2,3공구(311)(313)(315)를 상기 파이프(P)의 축방향으로 이송하기 위한 역할의 수평이동수단(243)으로 구성된다.

상기한 구성에 따른 스티어링 샤프트의 제조과정을 도 4a 내지 도 4e를 통해 살펴보면, 하부클램프(221)의 상면에 형성된 홈(225) 중에서 제 1 공구(311)에 대응하는 전방측 홈(225)에 파이프(P)가 안착된 상태에서 제 1 공구(311)에 의한 압출가공이 완료되면 상부클램프(223)가 상승하게 된다.

그리고, 상기 상부클램프(223)가 상승된 상태에서 수직이송수단(241)이 작동하여 피더(230)를 상승시키면 피더(230)는 파이프(P)를 상승시키게 되고, 수평이송수단(243)이 작동하여 피더(230)를 파이프(P)의 진행방향으로 인접한 홈(225)까지 이송시키면 파이프(P)는 상기 인접한 홈(225)의 상부에 위치하게 된다.

이 후, 상기 수직이송수단(241)이 다시 작동하여 피더(230)를 하강시키면 파이프(P)는 상기 인접한 홈(225)에 삽입되도록 하강하게 되고, 상부클램프(223)가 하강하여 파이프(P)를 고정하게 되고, 파이프(P)가 고정됨에 따라 실린더(C3)를 동작시켜 공구대(317)를 파이프(P)의 축방향으로 이송시키게 되며, 공구(310)가 파이프(P)의 끝단과 접함과 동시에 제 2 공구(313)에 의한 제 2 압출가공이 시작된다.

제 2 압출가공이 완료된 파이프(P)는 상술한 바와 동일한 이송동작을 거쳐 제 3 공구(315)와 동일축선 상에 위치하게 되고, 상기 제 3 공구(313)에 의해 세레이션 성형가공이 됨으로써, 스티어링 샤프트 제조를 완료하게 된다.

그러나, 상기한 종래의 스티어링 샤프트 제조방법은 스티어링 샤프트를 다단으로 성형하기 위해 제1,2,3공구를 이용한 각 공정별 가압 및 압출작업이 수행되어야 함으로써, 제품 제조를 위한 제조방법의 공정이 복잡한 문제가 있었다.

특히, 상기한 종래의 스티어링 샤프트 제조방법은 샤프트 외경에 세레이션을 가공하기는 용이하나, 파이프 내경에 스플라인을 형성하는 것이 불가능한 문제점도 있었다.

더욱이, 상기한 종래의 스티어링 샤프트 제조방법은 각 단계별로 파이프를 성형 과정하는 특성상, 파이프 이송 중 파이프가 제대로 홈에 안착되지 못하고 이탈되어 불량품의 양산 우려와 함께 제품의 생산성을 떨어뜨릴 수 있는 폐단도 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 동일축 선상에서 이루어지는 한 번의 가압 및 압출 성형과정을 통해 압출소재 내측에 스플라인을 성형 가공할 수 있도록 한 중공축의 내경 스플라인 성형방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중공축의 내경에 스플라인을 성형하기 위한 방법에 있어서, 서포트로드에 단부에 압출공구를 장착하고 압출소재를 끼우는 압출소재 준비공정과; 가압실린더의 구동을 통한 가압로드와 슬라이더의 전진 이송에 의해 압출소재를 압출금형부 내부에 장입 이송시킨 후, 정해진 위치에서 서포트로드를 고정시키고 가압로드를 전진 이송시켜 압출소재를 압출 가공하는 압출소재 성형공정과; 상기 가압로드를 후진 이송시켜 서포트로드를 후진 이송시키되, 이젝터로드를 전진 이송시켜 압출소재를 압출금형부 외부로 취출하는 압출소재 취출공정과; 상기 이젝터로드를 위치 고정시킨 상태에서 서포트로드를 계속해서 후진 이송시켜, 압출공구와 취출공구의 단부를 서로 이격시킨 후 취출공구에서 압출소재를 분리하는 압출소재 탈거공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 중공축의 내경 스플라인 성형방법을 순차적으로 나열한 것으로, 크게 압출소재 준비공정(S10)과, 압출소재 성형공정(S20)과, 압출소재 취출공정(S30)과, 압출소재 탈거공정(S40)으로 구성된다.

먼저, 압출소재 준비공정(S10)에서는 서포트로드(31) 단부에 압출공구(33)를 장착하고 압출소재(P)를 끼우는 과정을 수행한다.

그리고, 압출소재 성형공정(S20)은, 가압실린더(20)의 구동을 통한 가압로드(21)와 슬라이더(22)의 전진 이송에 의해 압출소재(P)를 압출금형부(40) 내부에 장입 이송시킨 후, 정해진 위치에서 서포트로드(31)를 고정시키고 가압로드(21)를 전진 이송시켜 압출소재(P)를 압출 가공하는 과정으로, 다시 가압로드 이송단계(S21)와, 압출소재 가공준비단계(S22)와, 압출소재 가압단계(S23)와, 압출소재 가공단계(S24)로 구성된다.

설명하면, 상기 가압로드 이송단계(S21)에서는, 도 8a와 같이 가압실린더(20)의 구동을 통해 가압로드(21)를 전진 이송시키되 가이드로드(14)를 따라 가압로드(21)와 고정된 슬라이더(22)를 함께 전진 이송시킨다. 그리고, 압출소재 가공준비단계(S22)에서는, 상기 가압로드(21)의 이송을 통해 서포트로드(31) 단부의 압출공구(33)와 압출소재(P)를 압출금형부(40) 중앙의 장입홀(41) 내부에 장입 이송하여 압출공구(33)와 취출공구(53) 단부를 서로 접촉시킨다.

또한, 압출소재 가압단계(S23)에서는, 도 8b와 같이 가압로드(21)의 전진 이송과 함께 서포트실린더(30)가 구동되어 서포트로드(31)를 위치 고정시키고, 이와 동시에 가압부재(32)를 통해 압출소재(P)를 장입홀(41) 내부로 가압 이송한다.

또, 압출소재 가공단계(S24)에서는, 테이퍼 형태로 단차지게 형성된 장입홀(41) 내경을 통해 상기 장입홀(41) 내부에 가압 이송되는 압출소재(P) 외경을 단차지게 압출 성형하는 동시에, 장입홀(41) 중앙에 위치되는 압출공구(33)에 의해 압출소재(P) 내경에 스플라인(S)을 압출 성형한다.

압출소재 취출공정(S30)은 상기 가압로드(21)를 후진 이송시켜 서포트로드(31)를 후진 이송시키되, 이젝터로드(51)를 전진 이송시켜 압출소재(P)를 압출금형부(40) 외부로 취출하는 과정으로, 압출소재 취출준비단계(S31)와, 압출소재 취출단계(S32)로 구성된다.

설명하면, 압출소재 취출준비단계(S31)에서는, 도 8c와 같이 서포트실린더(30)의 구동을 통해 서포트로드(31)를 고정 유지시킨 상태에서 가압로드(21)와 함께 슬라이더(22)를 소정 구간만큼 후진 이송시킨다.

그리고, 압출소재 취출단계(S32)에서는, 도 8d와 같이 상기 가압로드(21)를 계속해서 후진 이송시켜 서포트로드(31)를 함께 후진 이송시키되, 이젝터실린더(50)의 구동을 통해 이젝터로드(51)를 전진 이송시켜 취출공구(53)의 플랜지(53a)에 압출소재(P)의 단부가 걸려지게 됨으로써 압출소재(P)를 압출금형부(40) 외부로 취출한다.

다음으로, 압출소재 탈거공정(S40)은 도 8e와 같이 이젝터로드(51)를 위치 고정시킨 상태에서 서포트로드(31)를 계속해서 후진 이송시켜, 압출공구(33)와 취출공구(53)의 단부를 서로 이격시킨 후 취출공구(53)에서 압출소재(P)를 분리하는 과정으로써, 상기한 일련의 제조방법을 통해 중공축 내경에 스플라인(S)을 성형하게 된다.

한편, 본 발명의 중공축의 내경 스플라인을 성형하기 위한 장치는, 크게 메인프레임(10)과, 슬라이더 이송수단과, 압출공구 서포팅수단과, 압출금형부(40)와, 취출수단을 포함하여 구성된다.

먼저, 도 6 및 도 7a, 7b에 도시된 메인프레임(10)은 지면에 고정되는 것으로, 소정의 길이와 높이를 갖도록 다수의 프레임을 결합하여 설치한다.

이러한, 상기 메인프레임(10) 상면 전, 후에는 프런트플레이트(11)와 리어플레이트(12)를 각각 수직 상태로 고정 장착한다. 그리고, 상기 메인프레임(10) 일측 단부에는 후술되는 가압실린더(20), 서포트실린더(30), 이젝터실린더(50)를 각각 제어하기 위한 다수의 조작스위치와 전원스위치 등을 구비한 컨트롤러(도시 생략)를 구비한다.

슬라이더 이송수단은, 상기 프런트 및 리어플레이트(11)(12) 사이에 설치된 가이드로드(14)를 따라 가압실린더(20)에 의해 슬라이더(22)를 전, 후로 이송시키는 역할을 하는 것으로, 다시 가이드로드(14)와, 슬라이더(22)와, 가압실린더(20)와, 가압로드(21)로 구성된다.

도 8a 내지 도 8e을 통해 보다 상세하게 설명하면, 프런트플레이트(11) 후방 양측과 리어플레이트(12) 전방 양측 사이에 긴 원기둥 형상의 가이드로드(14)를 각각 고정시키고, 상기 각각의 가이드로드(14)에는 슬라이더(22) 양측의 구멍에 각각 끼워져 상기 가이드로드(14)를 따라 슬라이더(22)를 전, 후로 왕복 이송될 수 있게 구성한다.

그리고, 상기 프런트플레이트(11) 중앙에는 전방을 향하여 상당 길이 돌출된 상태로 가압실린더(20)를 관통 구비하고, 상기 가압실린더(20) 내부에는 그 내주면을 따라 전, 후로 왕복 이송되는 가압로드(21)를 내장 구비하되, 외부로 돌출된 상기 가압로드(21) 단부는 슬라이더(22) 전방 중앙에 고정 장착하여 상기 가압로드(21)의 이송에 의해 슬라이더(22)를 함께 이송시킬 수 있게 구성한다. 여기서, 상기 가압실린더(20)는 그 작동유체에 따라 유압실린더 또는 공압실린더를 사용할 수 있고, 그 제어는 컨트롤러에서 수행 가능하다.

또한, 상기 슬라이더(22)의 이송작용을 보다 원활하게 하기 위해, 상기 슬라이더(22) 하부에는 새들(25)을 장착한다.

도 7a, 7b를 통해 보다 상세하게 설명하면, 상기 슬라이더(22) 양측 하부에는 그 저면 중앙에 홈을 형성한 새들(25)을 고정 설치하고, 상기 새들(25)이 이송되는 구간에 해당하는 메인프레임(10) 상면 양측에 블록 형태의 가이드레일(15)을 각각 설치한다. 따라서, 상기 새들(25)의 슬라이딩홈이 가이드레일(15)에 끼워져 전, 후로 슬라이딩 이송함으로써, 슬라이더(22)의 이송작용을 보다 원활하게 수행할 수 있게 된다.

계속해서, 압출공구 서포팅수단은 상기 가압실린더(20) 내측면을 따라 이송되는 가압로드(21) 단부에 서포트실린더(30)를 구비하되, 상기 서포트실린더(30)의 구동을 통하여 압출공구(33)를 정해진 위치에 위치 고정시키는 역할을 하는 것으로, 다시 서포트실린더(30)와, 서포트로드(31)와, 가압부재(32)와, 압출공구(33)로 구성된다.

도 8a 내지 도 8e를 통해 보다 상세하게 설명하면, 상기 슬라이더(22)에 고정된 가압로드(21) 단부에 유압 또는 공압에 의해 작동되는 서포트실린더(30)를 내장 설치하고, 상기 서포트실린더(30) 내주면을 따라 전, 후 이송할 수 있게 서포트 로드(31)를 구비하되, 상기 서포트로드(31)는 슬라이더(22)의 중앙을 관통하여 리어플레이트(12) 방향으로 길게 돌출 구비한다.

그리고, 상기 슬라이더(22) 후면 중앙에는 내부가 중공 형성되고, 단부를 튜브 형태로 길게 형성한 가압부재(32)를 고정 설치하여, 상기 슬라이더(22)를 관통한 서포트로드(31)의 이송을 안내하는 동시에 상기 서포트로드(31) 후방에 끼워지는 압출소재(P)를 가압한다.

또한, 상기 서포트로드(31) 후방 단부에는 압출공구(33)를 장착 구비하고, 상기 압출공구(33) 외주면에는 다수의 스플라인홈(33a)을 형성함으로써, 상기 압출소재(P)를 후술되는 압출금형부(40)에 장입하여 압출소재(P) 내경에 스플라인(S)을 압출 성형한다. 그리고, 상기 압출공구(33) 단부 중앙에는 요홈(33b)을 형성하여 후술되는 취출공구(53)의 단부에 밀접될 수 있게 구성한다. 여기서, 상기 압출공구(33)는 그 길이를 40~50㎜로 비교적 짧게 형성하여 압출성형 중 과도한 가압력에 의해 압출공구(33)가 꺽이거나 부러지지 않도록 구성한다.

압출금형부(40)는 상기 가압실린더(20)와 서포트실린더(30)에 의해 중앙 내부에 상기 압출공구(33)가 장입되어 압출소재(P)를 압출 가공하는 것으로, 전방은 가이드로드(14) 중간 부분에 고정된 센터플레이트(13) 중앙에 관통 구비되고, 후방은 리어플레이트(12) 전면에 고정 장착된다.

이러한, 상기 압출금형부(40)는 중앙 내부에 압출소재(P)가 장입될 수 있는 장입홀(41)을 형성한다. 여기서, 상기 장입홀(41)은 입구와 근접된 위치에 장입부(41a)를 형성하고, 입구와 다소 떨어진 위치에 압출부(41b)를 형성하게 되는데, 장입부(41a)와 압출부(41b)의 경계 지점에는 상기 압출부(41b)의 내경이 장입부(41a)의 내경보다 더 좁게 성형될 수 있도록 테이퍼 형태로 단차지게 성형한다. 따라서, 압출소재(P)를 장입홀(41)에 장입하여 가압하게 되면, 압출소재(P)의 외경을 단차지게 성형하는 동시에 압출소재(P) 내경에 스플라인(S)을 성형할 수 있게 된다.

취출수단은 상기 리어플레이트(12)와 압출금형부(40)에 관통 구비되어 압출금형부(40) 내부에 장입된 압출공구(33)와 압출소재(P)의 취출을 돕는 것으로, 다시 이젝터실린더(50)와, 이젝터로드(51)와, 취출공구(53)로 구성된다.

보다 상세하게 설명하면, 리어플레이트(12) 중앙에는 후방을 향하여 상당 길이 돌출된 상태로 이젝터실린더(50)의 단부를 관통 구비하고, 상기 이젝터실린더(50) 내부에는 그 내주면을 따라 전, 후로 왕복 이송되는 이젝터로드(51)를 구비하되, 상기 이젝터로드(51) 전방은 압출금형부(40) 내부에 성형된 장입홀(41)에 관통 구비한다.

그리고, 상기 압출금형부(40) 내부에 위치된 이젝터로드(51) 단부에는 취출공구(53)를 고정시키되, 상기 취출공구(53) 전방 중앙에는 요철(53b)을 형성하여 전술한 압출공구(33)에 형성된 요홈(33b)에 서로 밀접하게 접촉 구비될 수 있게 구성한다.

또한, 상기 취출공구(53) 전방 부분은 장입홀(41) 내부의 압출부(41b) 내경과 이격될 수 있게 그 직경을 작게 성형하고, 상기 취출공구(53) 후방 부분은 상기한 장입홀(41) 내부의 압출부(41b) 내경과 밀접 구비될 수 있게 그 직경이 큰 플랜 지(53a)를 성형한다.

이에 따라, 상기 압출부(41b) 내경과 취출공구(53) 사이의 이격된 공간에 압출소재(P)를 장입시켜 상기 압출소재(P)를 가이드 및 압출 가공할 수 있고, 또한 가압로드(21)의 후진 이송과 함께 이젝터로드(51)를 전진 이송함으로써, 플랜지(53a)가 압출소재(P) 단부를 밀어 압출소재(P)를 장입홀(41) 외부로 취출시키는 것을 도울 수 있다.

여기서, 상기 이젝터로드(51)를 작동하는 이젝터실린더(50)는 그 작동유체에 따라 유압실린더 또는 공압실린더 등을 사용할 수 있고, 상기 이젝터실린더(50) 역시 상기한 가압실린더(20)와 서포트실린더(30)와 같이 컨트롤러를 통해 그 동작을 제어한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 중공축의 내경 스플라인을 성형하기 위해서는 먼저, 외주면에 다수의 스플라인홈(33a)이 형성된 압출공구(33)를 서포트로드(31) 단부에 고정시키고, 상기 서포트로드(31)에 튜브 형상의 압출소재(P)를 삽입하되, 상기 압출소재(P)의 단부가 가압부재(32) 단부에 접촉될 수 있게 삽입시킨다(S10).

이 후, 가압실린더(20)가 구동되어, 가압로드(21)를 압출금형부(40)가 고정된 후방으로 급속 이송시키게 되면, 도 8a와 같이 상기 가압로드(21)에 고정된 슬라이더(22)를 슬라이딩 이송시킬 수 있게 된다(S21).

이때, 상기 슬라이더(22) 양측이 가이드로드(14)에 끼워진 상태로 구비되고, 도 7b와 같이 상기 슬라이더(22) 양측 하부에 새들(25)이 장착되어 가이드레일(15)을 따라 이송됨으로써, 상기 슬라이더(22)를 더욱 부드럽고 원활하게 슬라이딩 이송시킬 수 있게 된다.

이처럼, 슬라이더(22)가 압출금형부(40) 방향으로 이송되면, 상기 슬라이더(22) 및 가압로드(21)와 함께 서포트로드(31) 역시 이송이 되어, 상기 서포트로드(31) 단부의 압출공구(33)와 압출소재(P)가 압출금형부(40) 중앙의 장입홀(41) 내부에 장입된다(S22). 그리고, 상기와 같이 급속 이송된 가압로드(21)는 계속해서 상기 서포트로드(31)를 이송시켜 압출공구(33) 단부를 장입홀(41) 내부에 구비된 취출공구(53) 단부에 접촉시킨다.

이때, 상기와 같이 압출공구(33) 단부가 취출공구(53) 단부에 접촉되면, 도 8b와 같이 서포트실린더(30)가 구동되어, 서포트로드(31)의 위치를 고정시킨 상태에서 가압로드(21)만을 계속해서 이송시킨다. 즉, 서포트로드(31)는 위치가 고정되어 있는 반면, 서포트실린더(30) 내측면을 따라 가압로드(21)는 계속해서 이송됨으로써, 실질적으로 가압로드(21)만이 이송되는 것이다.

이와 같이, 가압로드(21)가 계속해서 이송되면, 압출소재(P) 전방 단부는 장입홀(41) 내부의 테이퍼진 부분에 걸려지게 되면서, 가압부재(32)가 자연스럽게 압출소재(P) 후방을 가압하면서 밀게 되고, 상기 압출소재(P)는 장입홀(41) 내부로 점차 밀려 들어가게 된다(S23).

여기서, 상기한 장입홀(41) 내부는 장입부(41a)와 압출부(41b)의 경계지점이 테이퍼진 형태로 단차지게 형성됨으로써, 가압 상태로 장입되는 압출소재(P)의 외 경을 테이퍼진 형태로 단차지게 압출 성형할 수 있는 것이다. 또한, 테이퍼진 형태로 단차진 장입부(41a)와 압출부(41b)의 경계지점에 스플라인홈(33a)을 갖는 압출공구(33)가 구비됨으로써, 압출소재(P) 내경에 스플라인(S)을 압출 성형할 수 있는 것이다(S24).

한편, 상기와 같은 가압작용에 의한 압출소재(P)의 압출 가공이 완료되면, 상기한 서포트로드(31)와 함께 압출소재(P)를 압출금형부(40) 외부로 취출시키게 된다(S30).

보다 상세하게 설명하면, 도 8c와 같이 가압실린더(20)가 구동되어 압출금형부(40) 방향으로 이송된 가압로드(21)를 프론트플레이트 방향으로 이송함으로써, 상기 가압로드(21)와 고정된 슬라이더(22) 역시 이송이 된다. 이때, 상기와 같이 가압로드(21)를 이송시키게 되면, 상기 가압로드(21) 단부에 구비된 서포트실린더(30) 내부에는 서포트로드(31)가 이동될 수 있는 만큼의 구간이 마련되어 있어, 상기한 구간만큼 상기 가압로드(21)가 이송된다(S31).

이처럼, 가압로드(21)가 이송되어 서포트로드(31)의 단부가 슬라이더(22) 전면에 걸리게 되면, 비로소 서포트로드(31) 또한 프런트플레이트(11) 방향을 향해 이송을 시작하게 된다.

그러나, 상기와 같이 서포트로드(31)의 이송작용만으로 장입홀(41) 내부에서 압출소재(P)를 취출하게 되면, 압출 과정 중 발생하게 되는 압출소재(P)와 장입홀(41) 내부의 압출부(41b) 내경과의 강한 마찰력으로 인해 압출소재(P) 또는 압출공구(33)가 손상 및 마모될 수 있다.

이에, 상기한 압출소재(P) 또는 압출공구(33)의 손상을 방지하기 위해 도 8d와 같이 서포트로드(31)의 이송과 함께 이젝터실린더(50)를 구동시켜 이젝터로드(51)를 프런트플레이트(11) 방향으로 이송시킨다(S32). 이때, 상기 이젝터로드(51)에 형성된 플랜지(53a)에 압출소재(P) 단부가 접촉됨으로써, 압출소재(P)를 압출금형부(40) 외부로 안전하게 취출시킬 수 있게 된다.

이 후, 도 8e와 같이 상기 가압로드(21)는 계속해서 후진 이송되어, 가압실린더(20) 내측 단부 위치까지 이송된다. 그리고, 상기 취출공구(53)에 끼워진 압출소재(P)를 분리시킨 후(S40), 이젝터실린더(50)의 구동을 통해 이젝터로드(51) 단부에 장착된 취출공구(53)를 장입홀(41) 내부에 다시 장입 이송함으로써, 또 다른 압출소재(P)의 압출 가공을 위한 이송작용을 다시 준비하게 된다.

이와 같은 일련의 제조과정을 통해 튜브 형태의 압출소재(P)를 압출 가공함으로써, 내경에 스플라인(S)이 형성되고 외경이 단차지게 형성된 중공축을 제조할 수 있고, 상기한 제조과정을 반복하여 수행함으로써, 중공축을 보다 간편하고 신속하게 대량 생산할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

즉, 본 발명에서 설명된 중공축은 바람직한 일실시예에 불과한 것으로, 경우에 따라 스티어링 어퍼 샤프트와 같은 제품으로 사용할 수 있도록 제조될 수 있고, 그 길이 역시 단축 또는 장축 등에 상관없이 내부에 자유롭게 스플라인 성형이 가능한 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 가압실린더 및 서포트실린더의 구동을 통한 동일출 선상에서의 한 번의 압출 가공에 의해 중공축 내경에 스플라인을 성형함으로써, 스플라인 성형을 위한 일련의 제조과정을 최소화할 수 있어, 중공축을 보다 간편하고 신속하게 제조할 수 있는 효과가 있다.

특히, 상기한 바와 같이 중공축 내경의 스플라인 성형이 한 번의 압출 가공을 통해 이루어짐으로써, 상기 중공축을 성형하기 위한 성형장치의 공정을 단순화시킬 수 있어 장치 제작 비용 및 설치 비용을 획기적으로 절감시킬 수 있는 효과도 있다.

더욱이, 본 발명은 하나의 동일축 선상에서 모든 성형이 이루어짐으로써, 종래와 같이 각 단계별 성형공정에 따른 압출소재의 위치 이동이 근본적으로 불필요하다. 따라서, 압출소재의 이동 중 발생할 수 있는 제품의 이탈과 그에 따른 불량품의 양산을 방지할 수 있는 효과도 있는 것이다.

Claims

중공축 내경에 스플라인을 성형하기 위한 방법에 있어서,

서포트로드(31) 단부에 압출공구(33)를 장착하고 압출소재(P)를 끼우는 압출소재 준비공정(S10)과;

가압실린더(20)의 구동을 통한 가압로드(21)와 슬라이더(22)의 전진 이송에 의해 압출소재(P)를 압출금형부(40) 내부에 장입 이송시킨 후, 정해진 위치에서 서포트로드(31)를 고정시키고 가압로드(21)를 전진 이송시켜 압출소재(P)를 압출 가공하는 압출소재 성형공정(S20)과;

상기 가압로드(21)를 후진 이송시켜 서포트로드(31)를 후진 이송시키되, 이젝터로드(51)를 전진 이송시켜 압출소재(P)를 압출금형부(40) 외부로 취출하는 압출소재 취출공정(S30)과;

상기 이젝터로드(51)를 위치 고정시킨 상태에서 서포트로드(31)를 계속해서 후진 이송시켜, 압출공구(33)와 취출공구(53)의 단부를 서로 이격시킨 후 취출공구(53)에서 압출소재(P)를 분리하는 압출소재 탈거공정(S40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 중공축의 내경 스플라인 성형방법.
제 1항에 있어서, 상기 압출소재 성형공정(S20)은,

가압실린더(20)의 구동을 통해 가압로드(21)를 전진 이송시키되 가이드로드(14)를 따라 가압로드(21)와 고정된 슬라이더(22)를 함께 전진 이송시키는 가압 로드 이송단계(S21)와;

상기 가압로드(21)의 이송을 통해 서포트로드(31) 단부의 압출공구(33)와 압출소재(P)를 압출금형부(40) 중앙의 장입홀(41) 내부에 장입 이송하여 압출공구(33)와 취출공구(53) 단부를 서로 접촉시키는 압출소재 가공준비단계(S22)와;

가압로드(21)의 전진 이송과 함께 서포트실린더(30)가 구동되어 서포트로드(31)를 위치 고정시키고, 이와 동시에 가압부재(32)를 통해 압출소재(P)를 장입홀(41) 내부로 가압 이송하는 압출소재 가압단계(S23)와;

테이퍼 형태로 단차지게 형성된 장입홀(41) 내경으로 압출소재(P)를 가압 이송함으로써, 장입홀(41) 중앙에 위치되는 압출공구(33)에 의해 압출소재(P) 내경에 스플라인(S)을 압출 성형하는 압출소재 가공단계(S24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공축의 내경 스플라인 성형방법.
제 1항에 있어서, 상기 압출소재 취출공정(S30)은,

서포트실린더(30)의 구동을 통해 서포트로드(31)를 고정 유지시킨 상태에서 가압로드(21)와 함께 슬라이더(22)를 후진 이송시키는 압출소재 취출준비단계(S31)와;

상기 가압로드(21)를 계속해서 후진 이송시켜 서포트로드(31)를 함께 후진 이송시키되, 이젝터실린더(50)의 구동을 통해 이젝터로드(51)를 전진 이송시켜 취출공구(53)의 플랜지(53a)에 압출소재(P)의 단부가 걸려지게 됨으로써 압출소재(P)를 압출금형부(40) 외부로 취출하는 압출소재 취출단계(S32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공축의 내경 스플라인 성형방법.
제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 슬라이더(22)는 양측 하부에 형성된 새들(25)이 메인프레임(10) 상면 양측에 형성된 가이드레일(15)을 따라 전, 후로 슬라이딩되어 그 이송을 원활하게 하는 것을 특징으로 하는 중공축의 내경 스플라인 성형방법.