KR100879531B1

KR100879531B1 - 압연강판 성형에 의한 체결 너트의 제조방법

Info

Publication number: KR100879531B1
Application number: KR1020070017736A
Authority: KR
Inventors: 정해택; 이성영
Original assignee: 주식회사 도하인더스트리
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2009-01-22
Also published as: KR20080078118A

Abstract

본 발명은 압연강판 성형에 의한 체결 너트의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 체결 너트를 압연 강판으로 판재 성형 공법에 의해 제조하는 방법이다.

즉 체결 너트는 판재를 이용한 디프드로잉(Deep Drawing) 공정을 통하여 외측 원통부를 성형하고 역드로잉(Reverse Drawing) 공정을 이용하여 내측 원통부를 성형한 후 스웨이징(Swaging) 혹은 다단 압축 드로잉 공정을 이용한 이중 원통 벽면의 두께를 증대 시킨 후 슬리팅 코이닝(Slitting Coining) 공정을 통하여 외측 원통부에 피결합재와의 결합 고정을 위한 고정 홀 및 돌기부를 생성 시킨 후 내측 원통부 내 표면에 태핑(Tapping) 하고 세척 도금(Plating) 공정을 거쳐 체결 너트를 제조하는 방법이다.

이렇게 제조된 체결 너트는 종래의 형강 및 단조재를 절삭 가공에 의한 체결 너트에 비해 제조비가 30~40%정도 절감되고 불필요한 부분의 체적이 감소되어 60~80%정도 경량화가 용이하며 피결합재에 체결시 체결력을 증대할 수 있으며 내외 표면 조도가 극히 우수하여 미려한 외관과 내 부식성이 우수한 체결용 너트의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

즉 본 발명은 압연강판을 사용하여 체결용 너트를 제조하는 공법에 있어서 외측원통부와 플랜지부을 성형하는 디프드로잉(Deep Drawing) 공정과 동축의 내측 원통부를 성형하는 역 드로잉(Reverse Drawing)공정과 내측 원통부 벽면 두께를 증 대시켜 나사 성형에 필요한 소정의 두께를 확보하는 스웨이징(Swaging)공정 또는 다단 압축 드로잉 공정과 피결합재에 결합 고정시키기 위한 고정 홀 및 돌기부 성형을 위한 슬리팅 코이닝(Slitting Coining) 공정과 전술한 전 공정을 Transfer press 또는 Progressive die에 의한 자동 연속 성형한 후 상기 내측 원통부 내 표면에 나사부를 성형하는 태핑(Tapping) 공정과 상기 성형이 완료된 체결 너트를 세척(Cleaning), 도금(Plating) 공정과 이러한 공법으로 완료된 체결 너트를 피결합재에 가압하여 결합 고정하는 방법과 이러한 제조 방법으로 제조된 체결 너트는 종래의 기계 가공 방법에 비해 제조비가 저렴하며 경량화가 용이하고 높은 체결력이 유지되며 미려한 외관으로 상품성이 높고 내 부식성이 우수하며 균질한 품질 등의 경제성이 높은 제품을 제공하는 데 있다.

체결 너트, 고정홀, 돌기부, 나사부

Description

압연강판 성형에 의한 체결 너트의 제조방법{manufacture method of Nut by rolling steel plate foming}

도 1 은 본 발명에 의해 제조된 체결 너트의 사시도

도 2 는 도 1 의 종단면도

도 3 은 도 1 의 평면도

도 4 는 도 1 의 저면도

도 5 는 종래 체결 너트의 종단면도

도 6 은 본 발명의 압연 강판재 성형 제조 공정도

도 7 은 본 발명의 역드로잉 공정 종단면도

도 8 은 본 발명의 스웨이징 공정 종단면도

도 9 는 본 발명의 다단 압축 드로잉 공정 종단면도

도 10 은 본 발명의 슬리팅 및 코오닝 공정 종단면도

도 11 은 본 발명의 리베팅 공정 종단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 체결 너트 (2) : 외측 원통부 (3) : 플랜지부

(4) : 내측 원통부 (5) : 고정홀 (6) : 돌기부

(7) : 나사부

본 발명은 압연 강판 성형에 의한 체결 너트의 제조방법에 관한 것으로 더욱 상세히는 체결 너트를 압연 강판을 사용하여 디프 드로잉(Deep Drawing), 역 드로잉(Reverse Drawing), 스웨이징(Swaging) 또는 다단압축 드로잉(Multi Compression Drawing), 슬리팅 코이닝(Slitting Coining) 공정을 트랜스퍼 성형방식(Transfer pressing) 혹은 프로그레시브 성형방식(Progresive die)에 의해 성형한 후 태핑(Tapping), 세척(Cleaning), 도금(Plating) 공정을 단계적으로 거쳐 가압방식에 의해 체결 너트를 제조하여 피판재에 가압하여 고정토록 함으로써 체결 너트 제작 시 염가 제작이 가능하여 가격 경쟁력을 극대화할 수 있으며 경량화, 높은 체결력, 미려한 외관, 내부식성 증대, 균질한 품질의 제품 공급 등 많은 효과가 있는 체결 너트 및 그 제조 방법을 제공코자 하는 데 있다.

종래의 PDP, LCD, 셋톱박스 등 전기 전자 제품의 조립에서 사용되는 체결 너트는 각형 또는 요철형 단면을 가진 소재를 선반에서 절삭 가공하는 방법으로 지금까지 제조되고 있으며 최근에는 열간단조 방법에 의해 제조가 이루어지고 있다.

이렇게 형성되는 체결 너트(A)는 상단 주연부가 만곡부로 형성되고 내 둘레 공간부에는 체결 너트의 길이 방향으로 나사부(B)를 형성하고 플랜지(C)의 연변에 홈부(D)를 형성하는 등 많은 공정을 필요로 했으므로 재료의 비효율적인 사용, 제조시간 및 인력의 과다 소모 등으로 인해 제조 원가가 높을 수밖에 없었고, 열간단조 방법에 의한 가공은 복잡한 형상부품을 용이하게 성형할 수는 있으나 고온에 의한 가공이어서 표면불량과 작업 환경의 악화 등의 문제가 발생하는 폐단이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같이 기존 체결 너트의 문제점을 해소할 수 있는 새로운 제조 공법에 의한 체결 너트 및 그 제조 방법을 제공코자 하는 것으로 전술한 다수의 공정을 수행하여 제조된 체결 너트는 염가 제작, 경량화, 높은 체결력, 미려한 외관, 내부식성 증대, 균질한 품질의 제품 공급 등 많은 효과를 제공받을 수 있는 체결 너트 및 그 제조 방법을 발명한 것으로 실시예에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

실 시 예
압연 강판(Blanking)을 여러 단계의 디프 드로잉(Deep Drawing)을 계속하여 체결 너트(1)의 외측 원통부(2)와 플랜지부(3)를 성형하고 역 드로잉(Reverse Drawing)을 하여 내측 원통부(4)를 성형하고 피어싱(Piercing)으로 내측 원통부(4)에 구멍을 뚫은 후 스웨이징(Swaging) 또는 다단 압축 드로잉(Multi Compression Drawing)으로 내측 원통부(4)의 두께를 증대시키고 슬리팅 코이닝(Slitting Coining)에 의해 압인 가공을 하여 고정 홀(5)과 돌기부(6)를 성형하고 트리밍(Trimming)을 하여 정형(整形) 작업을 마친 후 태핑(Tapping)으로 내측 원통부(4)에 나사부(7)를 절삭하고 세척(Cleaning), 도금(Plating)을 하는 공정을 단계적으로 수행하여 체결 너트를 제조하는 것이다.
이와 같이 된 본 발명은 체결 너트(1)를 제조하기 위한 여러 단계의 디프 드로잉(Deep drawing) 공정은 초 드로잉과 2, 3 차의 재 드로잉에 의해 체결 너트(1)의 외측 원통부(2)와 플랜지부(3)를 완성시키는 공정으로 디프 드로잉 공정의 주요 공정 변수 인자는 펀치 및 다이의 반경, 펀치와 다이의 클리어런스, 드로잉율, 펀치력, 다이쿠션 압력, 윤활 등이다.

제 2 단계 공정인 역 드로잉(Reverse Drawing) 공정은 체결 너트(1)의 내측 원통부(4)를 성형하는 공정으로서 프리 드로잉(Free Drawing)을 특징으로 한다. 프리 드로잉은 드로잉 다이 없이 펀치만으로 동축의 내측 원통부(4)를 성형하며 주요 공정 변수로는 펀치의 선단부 형상, 드로잉율, 펀치력 등이다.

삭제

스웨이징(Swaging) 공정은 내측 원통부(4) 측벽의 두께를 증대시키는 공정으로 압축 성형에 의해 완성되며 필요에 따라 측벽의 두께를 10 ~ 30 % 증대시키는 공정이다. 주요 공정 변수로는 스웨이징 펀치(8)의 펀치력, 측벽 두께와 길이의 비율, 윤활등이 있다.

또한, 측벽의 두께증대를 위한 다단 압축 드로잉(Multi Compression Drawing) 공정은 스웨이징(Swaging) 공정과 선택적으로 사용될 수 있는데 압축 드로잉 펀치(9)의 하강에 의하여 내측 원통부(4)의 측벽 표면적이 감소되고 이에 상응한 체적이 두께의 증가에 영향을 미치는 공정으로써 한차례의 공정에서 약 5% 의 두께 증가량을 보이며 다단의 공정 수행을 통하여 약 5~15%의 두께를 증가시킬 수 있도록 되어 있다. 주요 공정변수로는 펀치의 선단 반경, 드로잉율, 펀치력, 윤활 등이 있다.

3 단계 공정인 슬리팅 코이닝(Slitting Coining) 공정은 피결합재(10)와의 결합 고정하기 위한 고정 홀(5) 및 돌기부(6)를 성형하기 위한 공정으로서 다수의 고정 홀(5)을 가진 다이(11)와 반대 형상을 가진 슬리팅 펀치(12)로 이루어지며 펀치의 하강에 의해 슬리팅 다이(11)에 위치한 체결 너트(1) 외측 원통부(2)에 다수의 고정 홀(5) 및 돌기부(6)를 성형하기 위한 공정이다. 주요 공정 변수로는 펀치와 다이의 클리어런스, 슬리팅 펀치의 절인(切刃)각도 스트리핑력 등이다.

프레스 성형의 마지막 단계로 트리밍(Trimming)공정을 진행하는데 이는 플랜지부(3)에 형성되어 있는 불필요한 재료를 제품과 분리하는 공정이다.

플랜지부(3)의 트리밍시 트리밍 형상은 사각, 육각, 팔각, 톱니 형상들을 선택할 수 있는데 이는 피결합재(10)에 압입 후 회전 방지를 위한 형상이다.

그리고 내측 원통부(4) 내 측면에 나사부(7)를 내기 위한 태핑 공정은 두 가지 공법에 의해 완성된다.

즉 전조 TAP에 의한 태핑(Cold rolling tapping)과 기계 탭에 의한 태핑(machining tapping)이다. 압연강판으로 성형된 체결 너트(1)의 경우 태핑 공정을 생략할 수 있다. 이는 태핑 공정에서 발생하는 소요 경비를 절감키 위한 방안으로 부품의 체결시 태핑나사(Tapping Screw)를 이용해 체결한다.

태핑작업이 이루어진 체결 너트(1)는 보다 양호한 도금 조건을 얻기 위하여 성형 공정 및 태핑 공정에서 발생한 기름, 이물, 절삭 칩 등을 제거하기 위한 세척공정을 수행한다. 세척공정은 전처리 세척, 탈지세척, 수세공정을 거쳐 완성된다. 세척이 이루어진 체결 너트(1)는 도금 공정을 수행하게 되며 도금 공정의 주요 목적은 체결 너트(1)의 부식 방지와 강도 향상이다. 도금 공정은 무전해 도금, 산성 아연 도금으로 대별되며 필요에 따라 선택되어 진다.

또한, 상기와 같이 비철금속 판재를 이용하여 체결 너트를 성형하였을 경우 도금 공정은 생략될 수 있다.

완성된 체결 너트(1)는 가압 리베팅 성형 공정에 의해 피결합재(10)에 결합 고정된다. 상세히는 전기의 방법으로 제조된 체결 너트(1)를 피결합재(10)에 삽입한 후 압입용 다이(13)에 위치시키고 가압 성형 펀치(14)를 하강시켰을 때 체결 너트(1)에 성형된 돌기부(6)는 피결합재(10) 구멍의 측면에 강한 가압력을 발생시키 고 또한, 플랜지부(3)가 피결합재(10)에 압입되며 발생하는 피결합재(10)의 체적 증가분이 고체 유동에 의해 고정 홀(5)에 충진 되면서 발생하는 복합 결합력으로 피결합재(10)에 결합 고정하는 것이다.

가압리베팅 성형공정에서의 주요 공정 변수는 체결 너트(1)와 피결합재(10) 사이의 클리어런스, 돌기의 높이, 슬리팅 홈의 깊이 및 폭 등이다.

이와 같이 된 본 발명의 체결 너트는 피결합재에 결합시에 가압 성형펀치로 리베팅 결합 고정되므로 높은 체결력이 증대되고 균질하고 경량화된 고품질의 제품을 제조비는 절감하면서 다량 생산할 수 있는 이점이 있을 뿐만 아니라 내부식성과 외관이 미려한 효과가 있다.

Claims

압연강판을 사용하여 체결 너트(1) 제조하는 방법에 있어서,

디프 드로잉(Deep Drawing) 공법에 의해 외측 원통부(2)와 플랜지부(3)를 성형하는 공정과,

상기 디프 드로잉 공법에 의해 성형된 외측 원통부(2)를 외부 구속 없이 펀치를 하강시키는 역 드로잉(Reverse Drawing) 공법에 의해 내측 원통부(4)를 성형하는 공정과,

피어싱(Piercing) 공법에 의해 내측 원통부(4) 바닥을 천공하는 공정과,

스웨이징(Swaging) 공법 또는 다단 압축 드로잉 공법에 의해 내측 원통부(4) 벽면 두께를 증가시키기 위한 공정과,

슬리팅 코이닝(Slitting Coining) 공법에 의해 외측 원통부(2) 둘레에 등간격으로 고정 홀(5) 및 돌기부(6)를 성형하는 공정과,

태핑(Tapping) 공법에 의해 내측 원통부(4) 내측면에 나사부(7)를 성형하는 공정과,

성형된 체결 너트(1)를 세척(Cleaning)하고, 도금(Plating)하는 공정과,

상기 체결 너트(1)의 고정 홀(5) 및 돌기부(6)를 이용하여 피결합재(10)에 체결 너트(1)를 삽입 후 압입공정에 의해 결합 고정하는 것을 특징으로 하는 압연강판 성형에 의한 체결용 너트의 제조방법.
삭제
제 1 항에 있어서,

스웨이징(Swaging) 공정은 다이와 가이드 펀치에 의해 밀폐된 공간에 슬리브와 가이드 펀치 사이에 필요 재료 두께만큼의 공간을 마련한 후 스웨이징 펀치(8)를 하강시켜 상기 슬리브와 가이드 펀치 사이의 공간(空間)부에 재료를 압축 성형 시켜 소정의 두께를 확보하는 것을 특징으로 하는 압연 강판 성형에 의한 체결 너트의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

다단 압축 드로잉(Multi-compression Drawing)은 다이에 의해 외측 원통부(2)가 구속된 상태에서 압축 드로잉 펀치(9)의 하강에 의해 내측 원통부(4)의 외표면의 표면적이 감소되고 이에 상응하는 체적이 내측 원통부(4)의 두께에 천이(遷移)되어 필요부분의 두께를 증가시키는 것을 특징으로 하는 압연 강판 성형에 의한 체결 너트의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

슬리팅 코이닝(Slitting Coining) 공정은 슬리팅 날을 가진 슬리팅 다이(11)에 성형된 체결 너트(1)를 위치한 후 다이와 반대 형상을 가진 슬리팅 펀치(12)를 하강하여 체결 너트(1)의 외측 원통부(2)에 고정 홀(5) 및 돌기부(6)를 성형하는 것을 특징으로 하는 압연 강판 성형에 의한 체결용 너트의 제조 방법.