KR100808993B1 - 너트 제작용 금형 장치 - Google Patents

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조정민
손대익
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Abstract

본 발명은 너트 제작용 금형 장치에 관한 것으로, 케이스의 내부에 마련된 제 1 관통공과, 상기 제 1 관통공 내부에 위치된 다이스의 제 1 몸체와, 상기 제 1 몸체의 내부에 일부가 위치된 피어싱핀과, 상기 제 1 몸체의 외부 둘레와 같은 외부 둘레를 가지고, 피어싱핀 둘레와 같은 제 2 관통공이 마련된 코어펀치를 포함하여 구성되어지되, 상기 코어펀치로 소재를 상기 제 1 관통공에 인입시키면 상기 제 1 관통공 둘레 형상에 따라 소재의 둘레가 잘리고, 상기 제 1 몸체에 의해 소재가 압축되며, 피어싱핀에 의해 소재 내부에 제 3 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 너트 제작용 금형 장치를 제공한다.
너트, 금형, 다이스, 피어싱핀, 관통공

Description

너트 제작용 금형 장치{Mold Apparatus For Manufacturing Nut}
도 1은 종래의 너트 제작 과정을 나타낸 단면도.
도 2는 종래의 너트 제작 과정 중에 있는 너트를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명인 너트 제작용 금형의 분해도.
도 4는 본 발명인 너트 제작용 금형에 소재를 넣은 상태의 단면도.
도 5는 도 4에서 케이스 내부로 코어 펀치가 인입된 상태의 단면도.
도 6은 도 5의 소재가 케이스 외부로 빠져나간 상태의 단면도.
도 7은 본 발명인 너트 제작 과정 중에 있는 너트를 나타낸 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 케이스 200: 피어싱핀
300: 다이스 400: 코어펀치
500: 스트리퍼 600: 팁
본 발명은 너트 제작용 금형 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 웰딩 너트를 제작하는 과정 중에 냉간 단조 공정의 피어싱과 프레스 공정이 일체로 이루어 지는 너트 제작용 금형 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 너트 제작 과정을 나타낸 단면도이고, 도 2는 종래의 너트 제작 과정 중에 있는 너트를 나타낸 사시도이다.
종래의 너트 제작 과정은 도 1과 같이 냉간단조(포머)의 과정과 프레스 과정을 통하여 이루어진다.
그리고 상기 냉간단조 과정은 시작단계(BLANK)에서 제 5 단계(5)까지의 과정이고, 상기 제 5 단계(5)의 과정을 마친 후에 프레스 과정인 제 6 단계(6)를 거쳐서 너트의 완성품이 제작된다.
이를 좀더 자세히 설명하면, 시작단계(BLANK)에서 너트로 완성될 소재(70)가 준비되고, 제 1 단계(1)에서 상기 소재(70)의 하부가 제 1 경사부(71)의 형상으로 가공되고, 제 2 단계(2)에서 상기 제 1 경사부(71)는 제 1 라운딩(72) 되며, 제 3 단계(3)에서는 소재(70)의 상부는 제 2 경사부(73)로 가공되고 하부는 경사진 후 길이가 늘어나고 제 2 라운딩(74) 처리된다.
그리고 제 4 단계(4)에서 상기 소재(70)는 상부에 얕고 넓은 원판 형상으로 된 원판부(75)가 마련되고, 하부에 내측으로 원형홈(76)이 형성되도록 가공되며, 제 5 단계(5)에서 소재(70)는 내측에 관통공(77)이 형성되도록 가공된다.
상기와 같이, 제 5 단계(5)까지의 단조공정을 거친 후에 소재(70)는 프레스 공정 단계로 이동된다.
상기 프레스 공정 단계로 이동된 소재(70)는 제 6 단계(6)에서 프레스 기계에 의하여 상기 원판부(75)의 소정 부분이 절삭되고, 용접돌출부(79)가 형성되도록 압축된다.
도 2(a)는 상기 제 5 단계(5)에서 가공된 소재(70)를 나타내고, 도 2(b)는 제 6 단계(6)에서 가공된 소재(70)를 나타낸다.
그러나 상기와 같이 단조 과정과 프레스 과정이 별도로 이루어지는 종래의 제작과정은 단조기술의 발전으로 단조 과정을 거쳐 처리되는 속도는 2배 증대되었으나, 후속 과정인 프레스 과정에서 처리되는 속도는 증대되지 않고 있기 때문에 전공정의 속도가 프레스 과정에 의하여 느려지는 문제가 있다.
또한, 단조 설비에서 작업 후에 프레스 설비로의 이동에 따른 시간과 공간의 비용이 발생되는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 동일한 장치에서 단조 공정 중 피어싱과 프레스 공정이 이루어질 수 있는 너트 제작용 금형 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 케이스의 내부에 마련된 제 1 관통공과, 상기 제 1 관통공 내부에 위치된 다이스의 제 1 몸체와, 상기 제 1 몸체의 내부에 일부가 위치된 피어싱핀과, 상기 제 1 몸체의 외부 둘레와 같은 외부 둘레를 가지고, 피어싱핀 둘레와 같은 제 2 관통공이 마련된 코어펀치를 포함하여 구성되어지되, 상기 코어펀치로 소재를 상기 제 1 관통공에 인입시키면 상기 제 1 관통공 둘레 형상에 따라 소재의 둘레가 잘리고, 상기 제 1 몸체에 의해 소재가 압축되 며, 피어싱핀에 의해 소재 내부에 제 3 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 너트 제작용 금형 장치를 제공한다.
그리고 상기 피어싱핀과 다이스 사이에는 스트리퍼가 마련될 수 있고, 상기 제 1 관통공의 인입구 둘레에는 팁이 마련될 수 있다.
또한, 상기 제 2 관통공의 인입구 둘레는 내측으로 라운딩될 수 있고, 상기 다이스 뒤에 스프링인 탄성부재가 마련될 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 너트 제작용 금형 장치를 이용하여 상기 코어펀치로 소재를 상기 제 1 관통공에 인입시켜 소재의 절단부를 절단하는 단계, 상기 제 1 몸체에 의해 소재를 압축하는 단계, 상기 피어싱핀에 의해 소재 내부에 제 3 관통공을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 너트 제작 방법도 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명인 너트 제작용 금형의 분해도이고, 도 4는 본 발명인 너트 제작용 금형에 소재를 넣은 상태의 단면도이다.
본 발명인 너트 제작용 금형 장치는 케이스(100)의 내부에 마련된 제 1 관통 공(110)과, 상기 제 1 관통공(110) 내부에 위치된 다이스(300)의 제 1 몸체(310)와, 상기 제 1 몸체(310)의 내부에 일부가 위치된 피어싱핀(200)과, 상기 제 1 몸체(310)의 외부 둘레와 같은 외부 둘레를 가지고, 피어싱핀(200)의 전단부(210) 둘레와 같은 제 2 관통공(410)이 마련된 코어펀치(470)를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 피어싱핀(200)과 다이스(300) 사이에는 스트리퍼(500)가 마련되고, 상기 제 1 관통공(110)의 인입구 둘레에는 팁(600)이 마련되며, 상기 제 2 관통공(410)의 인입구 둘레는 내측으로 라운딩(420)이 마련된다.
또한, 상기 다이스(300) 뒤에 스프링인 탄성부재(800)가 마련된다.
더욱 자세히 설명하면 상기 케이스(100)의 형상은 후방으로 개방된 원통형 내부공간(120)이 소정 범위 형성되고, 상기 내부공간(120)에서 전방으로 내부공간(120)의 둘레보다 작은 둘레를 갖는 원통형상의 상기 제 1 관통공(110)이 마련된다.
그리고 상기 케이스(100) 전면부의 제 1 관통공(110) 둘레 소정 부분은 팁장착공간(130)이 마련되어 상기 팁(600)이 인입된다.
또한, 상기 피어싱핀(200)은 봉형상이고 소정부분을 기준으로 후방의 둘레보다 둘레가 작은 전단부(210)가 마련된다.
상기 스트리퍼(500)는 관으로 형성된 제 2 몸체(510)와, 상기 제 2 몸체(510) 후단에 위치되고 원판형상으로 형성된 플레이트(520)를 포함하여 이루어진다.
상기 제 2 몸체(510)는 내부 둘레가 피어싱핀(200)의 전단부(210)와 접하고, 외부둘레가 다이스(300)에 접한다.
상기 다이스(300)는 상기 스트리퍼(500)와 유사한 형상으로 관 형상인 제 1 몸체(310)와 상기 제 1 몸체(310) 후단에 위치되고 굵은 원판형상으로 형성된 플레이트(320)를 포함하여 이루어진다.
상기 제 1 몸체(310)는 내부 둘레가 스트리퍼(500)의 제 2 몸체(510)의 외부둘레와 접하고, 외부둘레가 상기 제 1 관통공(110)의 둘레와 접한다.
상기 코어펀치(470)는 소정 위치를 기준으로 전방부분(400)의 외부둘레가 후방부분(450)의 외부둘레보다 작게 형성되고, 내부에 마련된 제 2 관통공(410)의 크기는 일정하고 다만, 상기 관통공(410)의 선단부는 내측으로 라운딩(420)이 마련된다.
한편, 상기 케이스(100)의 후방에는 상기 피어싱핀(200)이 고정되는 핀홀더(810)가 마련되고, 상기 핀홀더(810)의 후단에는 스페이서(820)가 마련되며, 상기 핀홀더(810)와 스페이서(820)을 관통하여 선단이 상기 스트리퍼(500)의 후단에 위치되는 이젝트핀(910)이 마련된다.
상기 이젝트핀(910)의 후단에는 이젝트핀홀더(900)가 연결된다.
상기와 같이 구성된 본 발명인 너트 제작용 금형 장치에 대한 작동을 설명하면 다음과 같다.
도 5는 도 4에서 케이스 내부로 코어 펀치가 인입된 상태의 단면도이고, 도 6은 도 5의 소재가 케이스 외부로 빠져나간 상태의 단면도이며, 도 7은 본 발명인 너트 제작 과정 중에 있는 너트를 나타낸 사시도이다.
상기 코어펀치(470)의 전방부분(400)을 제 1 화살표(805) 방향으로 이동시켜 소재(700)를 상기 제 1 관통공(110)에 인입시키면 상기 제 1 관통공(110) 둘레 형상에 따라 소재(700)의 절단부(711)가 잘리고, 상기 제 1 몸체(310)에 의해 소재(700)가 압축되며, 피어싱핀(200)에 의해 소재(700) 내부에 제 3 관통공(730)이 형성된다.
더욱 자세히 설명하면, 도 4와 같이 케이스(100)의 제 1 관통공(110)에 위치된 다이스(300)의 제 1 몸체(310) 선단에 소재(700)를 놓고 상기 코어펀치(470)로 상기 소재(700)의 후면을 밀면 상기 전방부분(400)의 전면 형상과 상기 팁(600)에 의하여 소재(700)의 일부인 상기 절단부(711)가 잘려나간다.
따라서, 상기 절단부(711)가 잘려나간 후에 소재(700)의 둘레 형상은 제 1 관통공(110)의 둘레 형상과 같다.
그리고 상기 코어펀치(470)가 상기 소재(700)를 계속 제 1 관통공(110) 내부로 밀면 상기 다이스(300)가 제 2 화살표(815) 방향으로 이동되어 스프링(800)을 후방으로 밀게 된다. 이때, 상기 스프링(800)에는 탄성저항력이 발생되어 코어펀치(470)와 다이스(300)는 소재(700)에 프레싱작용을 한다.
또한, 상기 소재(700)가 피어싱핀(200) 전단을 지나가게 됨에 따라서 소재(700)에 제 3 관통공(730)이 형성된다.
상기와 같은 과정에 끝나면 상기 코어펀치(470)가 후방으로 이동되고, 상기 다이스(300)가 스프링(800)의 탄성력에 의하여 전방으로 이동됨에 따라 상기 소재(700)는 케이스(100) 선단까지 이동된다.
그리고 상기 이젝트핀홀더(900)가 전진하여 이젝트핀(910)이 상기 스트리퍼(500)를 전방으로 밀고, 상기 스트리퍼(500)의 전단은 케이스(100)의 전면 앞까지 이동되어 소재(700)가 완전히 케이스(100)의 외부로 이탈되도록 한다.
참고로 상기 팁(600)은 케이스(100)에서 가장 마모가 잘되는 부분이기 때문에 별도로 장착하여 마모된 경우에 케이스(100) 전체를 교체할 필요없이 팁(600)만 교체할 수 있도록 하는 기능을 한다.
그리고 상기 피어싱핀(200)은 후방의 둘레보다 전방의 둘레가 작게 마련되어 상기 스트리퍼(500)와 접촉면적을 줄이고 천공기능이 원활히 수행된다.
또한, 도 5의 상태에 있던 상기 다이스(300)는 압축된 스프링(800)의 복원력에 의하여 전방으로 이동되면서 도 6의 상태로 이동되어 상기 제 3 관통공(730)이 형성된 소재(700)를 케이스(100) 외부로 밀어내는 역할을 한다.
상기 코어펀치(470)의 제 2 관통공(410)은 소재(700)의 제 3 관통공(730)이 형성되면서 피어싱핀(200)이 인입되는 부분이며, 제 3 관통공(730)에 위치되고 있던 소재(700)의 일부분이 떨어져 나와 이동되는 부분이다. 그리고 상기 라운딩(420)은 제 3 관통공(730)이 천공될 때 피어싱핀(200)이 쉽게 제 2 관통공(410)에 인입되도록 한다.
상기와 같은 과정을 통하여 너트를 제작하는 과정을 간단히 설명하면 다음과 같다.
상기 소재(700)가 도 7(a)의 상태가 되도록 단조되는 과정은 종래 기술과 같고, 이는 도 1의 제 4 단계(4)까지의 공정이다.
그리고 본 발명인 상기 너트 제작용 금형 장치를 이용하여 상기 코어펀치(470)로 소재(700)를 상기 제 1 관통공(110)에 인입시켜 소재(700)의 절단부(711)를 절단하는 단계와, 상기 제 1 몸체(310)에 의해 소재(700)를 압축하는 단계와 상기 피어싱핀(200)에 의해 소재(700) 내부에 제 3 관통공(730)을 형성하는 단계를 거치면서 피어싱과 프레스 공정을 한번에 수행하면 도 7(b)의 상태가 되고, 이는 도 1의 제 5 단계(5)를 별도로 행하지 않고 바로 제 6 단계(6)가 완성된 것과 같다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 피어싱과 프레스 공정을 한번에 수행되어 공정이 축소되고, 생산량이 증대되며, 인건비가 절감되고, 프레스 설비공정을 단조 공정에 흡수하여 원가절감되는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 케이스(100)의 내부에 마련된 제 1 관통공(110)과;
    상기 제 1 관통공(110) 내부에 위치된 다이스(300)의 제 1 몸체(310)와;
    상기 제 1 몸체(310)의 내부에 일부가 위치된 피어싱핀(200)과;
    상기 제 1 몸체(310)의 외부 둘레와 같은 외부 둘레를 가지고, 피어싱핀(200) 둘레와 같은 제 2 관통공(410)이 마련된 코어펀치(470);
    를 포함하여 구성되어지되,
    상기 코어펀치(470)로 소재(700)를 상기 제 1 관통공(110)에 인입시키면 상기 제 1 관통공(110) 둘레 형상에 따라 소재(700)의 둘레가 잘리고, 상기 제 1 몸체(310)에 의해 소재(700)가 압축되며, 피어싱핀(200)에 의해 소재(700) 내부에 제 3 관통공(730)이 형성되는 것을 특징으로 하는 너트 제작용 금형 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 피어싱핀(200)과 다이스(300) 사이에는 스트리퍼(500)가 마련된 것을 특징으로 하는 너트 제작용 금형 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 관통공(110)의 인입구 둘레에는 팁(600)이 마련된 것을 특징으로 하는 너트 제작용 금형 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 제 2 관통공(410)의 인입구 둘레는 내측으로 라운딩(420)된 것을 특징으로 하는 너트 제작용 금형 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 다이스(300) 뒤에 탄성부재(800)가 마련된 것을 특징으로 하는 너트 제작용 금형 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 탄성부재(800)는 스프링인 것을 특징으로 하는 너트 제작용 금형 장치.
  7. 청구항 1의 너트 제작용 금형 장치를 이용하여 상기 코어펀치(470)로 소재(700)를 상기 제 1 관통공(110)에 인입시켜 소재(700)의 절단부(711)를 절단하는 단계;
    상기 제 1 몸체(310)에 의해 소재(700)를 압축하는 단계;
    상기 피어싱핀(200)에 의해 소재(700) 내부에 제 3 관통공(730)을 형성하는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 너트 제작 방법.
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KR102509109B1 (ko) * 2022-08-22 2023-03-13 주식회사 서울에프엔디 피가공물의 정위치 안착 장치

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