KR100906791B1 - 스터드의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스터드 제조방법에 관한 것으로서, 메인샤시에 스터드를 자동 삽입 시 슬라이딩 유효면적을 3배 이상 크게 확보할 수 있어 피딩 불량 문제를 일소하고, 안정된 삽입으로 메인샤시의 보스 플랜지면과 일정한 간격 제거가 가능하여 이동 시 발생하는 진동으로 스터드가 구멍에서 이탈하지 않고 불량삽입도 방지할 수 있고, 메인샤시 프레스 코킹 공정에서 금형을 파손시키는 치명적인 문제점도 방지할 수 있도록 한 스터드의 제조방법을 제공코자 하는 것이다.

즉, 본 발명은 프레스 금형에서 디프 드로잉 공정에 의해 스터드(10) 반제품을 제조하여, 완제품을 제조하는 차기 공정에 있어서, 반제품의 스터드(10)의 플랜지(11) 상측으로 플랜지(11) 두께 정밀도와 직각도 유지를 위하여 보텀 에지 포밍(bottom edge forming)을 행하는 1공정과, 상기 1공정이 이루어진 스터드(10)의 플랜지(11) 상부에 홈(12)의 상하 폭 정밀도와 플랜지(11) 면과의 평행도 유지를 위하여 톱 에지 포밍(top edge forming)을 행하는 2공정과, 상기 2공정에 의해 성형된 홈(12)의 깊이와 형상 공차를 완성키 위하여 섀로우 포밍(shallow forming)을 행하는 3공정과, 상기 3공정에 의해 성형된 홈(12)의 치수, 형상 공차와 플랜지(11) 부위 완성도를 높이기 위하여 픽스드 셰이프 포밍(fixed shape forming)을 행하는 4공정으로 이루어지는 홈-연속 복합 정형 공정(Groove-Continuous Multi Net Shaping Process)을 통해 스터드를 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해 제조되는 스터드(10)는 종래 3세대 스터드에 비해 슬라이딩 유효면적을 3배 이상 크게 확보할 수 있어 자동삽입 시 피딩 불량 문제를 일소할 수 있으며, 스터드의 안정된 삽입으로 메인샤시의 보스 플랜지면과 일정한 간격 제거가 가능하며, 이로 인하여 이동 시 발생하는 진동으로 스터드가 구멍에서 이탈하지 않고 불량삽입도 방지할 수 있고, 메인샤시 프레스 코킹 공정에서 금형을 파손시키는 치명적인 문제점도 방지할 수 있는 것이다.

스터드의 제조방법, 스터드, 홈-연속 복합 정형 공정, 보텀 에지 포밍, 톱 에지 포밍, 섀로우 포밍, 픽스드 셰이프 포밍

Description

스터드의 제조방법{Making mathod of the stud}

도 1은 종래 스터드를 메인샤시에 자동삽입을 위하여 피딩 가이드에 안치 피딩 시 상태를 보인 평면도 및 단면도와 요부 확대도

도 2는 종래 스터드의 불안정 삽입 및 불량 삽입 상태를 설명키 위한 단면도

도 3은 본 발명에서 제공하는 표준 스터드의 전체 공정 블록도

도 4는 본 발명에서 제공하는 돌기 표준 스터드의 전체 공정 블록도

도 5는 본 발명에서 제공하는 스터드의 홈-연속 복합 정형 공정을 순차적으로 보인 확대 단면도

도 6내지 도 10은 본 발명에서 제공하는 스터드의 제조방법에 따른 CAE 스트레스 해석결과

도 11은 본 발명에 의해 제조된 스터드가 메인샤시에 자동삽입을 위하여 피딩 가이드에 안치 피딩 시 상태를 보인 평면도 및 단면도와 요부 확대도

도 12는 본 발명에 의해 제조된 스터드의 안정적인 삽입 상태를 설명키 위한 단면도

■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■

1: 피딩가이드 2: 슬라이드면

3: 플랜지

10: 스터드 11: 플랜지

12: 홈

본 발명은 스터드의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 메인샤시에 스터드를 자동 삽입 시 슬라이딩 유효면적을 3배 이상 크게 확보할 수 있어 피딩 불량 문제를 일소하고, 안정된 삽입으로 메인샤시의 보스 플랜지면과 일정한 간격 제거가 가능하여 이동 시 발생하는 진동으로 스터드가 구멍에서 이탈하지 않고 불량삽입도 방지할 수 있고, 메인샤시 프레스 코킹 공정에서 금형을 파손시키는 치명적인 문제점도 방지할 수 있도록 한 스터드의 제조방법을 제공코자 하는 것이다.

종래 PDP, LCD 등과 같은 전자제품에 사용되는 스터드(stud 또는 '체결보스'로 칭함)는 기계적인 절삭 가공을 행하여 제작되어 오다가(이를 '1세대 스터드'라 칭한다),

스터드를 제작코자 하는 소재를 단조와 홈가공 또는 슬리팅을 행하여 스터드를 제작하는 방법(이를 '2세대 스터드'라 칭한다.),

그리고 소재를 칼라 드로잉 방법에 의해 스터드를 제작하는 방법(이를 '3세대 스터드'라 칭한다. 이는 본 발명의 발명자가 선특허 받은 것임. 특허번호 10-655954),

소재를 튜브 드로잉 방법에 의해 스터드를 제작하는 방법(이를 '4세대 스터드'라 칭한다. 이 역시 본 발명의 발명자가 선특허 출원한 것임. 출원번호 10-2006-0089779),

그리고 소재를 디프 드로잉과 역드로잉 방법에 의해 스터드를 제작하는 방법(이를 '5세대 스터드'라 칭한다. 이 또한 본 발명의 발명자가 선특허 출원한 것임. 출원번호 10-2007-0042014)으로 제조방법이 발전되어 왔다.

그러나 상기한 3세대 스터드의 경우 설비투자비가 과다하게 소모되고, 나사부가 취약한 문제점, 버(burr) 발생으로 인한 품질저하 등의 문제점을 해결하지 못하였으며,

상기 4세대 스터드는 설비 투자비는 극소화되고 최단납기를 행할 수 있는 특징이 있었고, 중형 및 대형 스터드에는 유리하지만 소형 스터드에 경쟁력이 취약한 단점을 안고 있었다.

또한 5세대 스터드는 나사부 취약성을 보완하고, 버 발생으로 인한 품질저하 문제를 해결하고 있지만 설비투자비가 과다하게 소모되는 단점을 안고 있었던 것이다.

그리고 상기 3세대 스터드의 경우 도 1,2에서 보는 바와 같이 메인샤시(2)에 자동 삽입을 위하여 피딩 가이드(1)의 피딩 슬라이드면(2)과 스터드 플랜지(3)부의 안정적인 슬라이딩 유효 면적(L)이 확보되지 않아 자동삽입 시 피딩 불량으로 인한 생산성 저하 문제가 발생하며, 메인샤시(6)에 자동 삽입이 이루어진 후 로봇에 의해 메인샤시(6)를 프레스 공정으로 이동할 때 진동이 발생되며, 3세대 스터드는 구조적인 특성으로 메인샤시의 보스 플랜지면과 일정한 간격 제거가 불가능하다.

즉, 3세대 스터드는 메인샤시(6)와 프레스 코킹 공정에서 견고한 고정을 위해 스터드 상부에서 펀치를 사용하여 펀칭함으로서 구멍(4)을 형성하게 되는데, 이때 구멍(4) 형성을 위해 스터드의 몸통 외부로 돌출부(5)가 필연적으로 형성되므로 상기 돌출부(5)에 의해 플랜지(3)가 피딩 슬라이드면(2)에 안정적인 슬라이딩 유효 면적(L)을 확보할 수 없으며, 메인샤시(6)에 자동 삽입이 이루어진 후 프레스 공정으로 이송 중도에 진동에 의해 스터드가 메인샤시(6)의 구멍에서 이탈하거나 불안정 삽입 및 불량삽입이 발생한다.(도 2 참고)

이와 같이 스터드가 메인샤시(6)에 안정 삽입이 이루어지지 않는 경우 차기의 메인샤시 프레스 코킹 공정에서 금형을 파손시키는 치명적인 문제점으로 지적되어 왔던 것이다.

이에 본 발명에서는 상기한 바와 같은 기존에 스터드를 제조하던 다양한 제조방법이 갖는 제반 문제점을 일소할 수 있는 새로운 스터드의 제조방법을 제공코자 하는 것으로서,

본 발명의 스터드 볼트 제조방법에 의해 제조되는 스터드는 메인샤시에 스터드를 자동 삽입 시 슬라이딩 유효면적을 3배 이상 크게 확보할 수 있어 피딩 불량 문제를 일소할 수 있으며, 안정된 삽입으로 메인샤시의 보스 플랜지면과 일정한 간격 제거가 가능하며, 이로 인하여 이동 시 발생하는 진동으로 스터드가 구멍에서 이탈하지 않고 불량삽입도 방지할 수 있고, 메인샤시 프레스 코킹 공정에서 금형을 파손시키는 치명적인 문제점도 방지할 수 있도록 한 스터드의 제조방법을 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

도 3,4는 본 발명에서 제공하는 표준 스터드(10) 및 돌기(embossed) 표준 스터드(10)의 전체 공정 블록도이며, 도 5는 홈-연속 복합 정형 공정을 순차적으로 보인 단면도로서, 이들 도면과 함께 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 제공하는 스터드(10)는 반제품 까지는 프레스 금형에서 디프 드로잉으로 제작을 행하도록 하고, 스터드(10) 완제품 공정은 홈-연속 복합 정형 공정(Groove-Continuous Multi Net Shaping Process)을 통해 제조하는 것을 특징으로 한다.

이를 위하여 도 5에서 보는 바와 같은 본 발명의 홈-연속 복합 정형 공정은 순차적으로 스터드(10) 반제품을 홈-연속 복합 정형 공정으로 투입하여 4공정에 거쳐 각각 다른 압형 툴을 사용하여 수행하게 된다.

우선 1공정으로 스터드(10)의 플랜지(11) 상측으로 보텀 에지 포밍(bottom edge forming)공정을 행한다. 이는 플랜지(11) 두께 정밀도와 직각도 유지를 위한 성형공정이다.

그리고 2공정으로 행해지는 톱 에지 포밍(top edge forming) 공정은 플랜지(11) 상부에 성형되는 홈(12)의 상하 폭 정밀도와 플랜지(11) 면과의 평행도 유지를 위한 성형공정이다.

3공정은 섀로우 포밍(shallow forming) 공정으로써, 홈(12)의 깊이를 결정하고 홈(12) 부위 형상 공차를 완성하기 위한 성형공정이다.

그리고 4공정은 픽스드 셰이프 포밍(fixed shape forming) 공정으로, 홈(12)의 치수, 형상 공차와 플랜지(11) 부의 완성도를 높이기 위한 성형공정이다.

상기 픽스드 셰이프 포밍을 위한 툴(tool)은 치수 및 형상 정밀도의 완성도를 높이기 위하여 원주면의 형상을 너링(knurling) 등 요철을 두어 성형성 향상 또는 스터드의 체결기능을 강화시킬 수도 있다.

상기 스터드(10)에 행해지는 홈-연속 복합 성형 공정은 크게 4공정으로 이루어지지만, 스터드(10)를 성형코자 하는 금속 재료의 재질, 판재의 두께, 요구되는 홈(12)의 치수 및 형상 정밀도에 따라 4공정 사이에 다수 공정을 선택적으로 가감하여 성형할 수도 있음은 물론이다.

한편, 도 6내지 도 10은 본 발명의 스터드(10)에 홈-연속 복합 정형 공정을 통하여 플랜지(11) 상부에 홈(12)을 형성할 시에 CAE에 의한 스트레스 해석결과를 보인 것이다.

그리고 도 11,12는 본 발명에 의해 제조된 스터드(10)가 메인샤시에 자동삽입을 위하여 피딩가이드(1)에 안치 피딩 시 상태를 보인 평면도 및 단면도와 요부 확대도이고, 도 12는 본 발명에 의해 제조된 스터드(10)의 안정적인 삽입 상태를 보인 단면도이다.

이상과 같이 본 발명의 스터드 제조방법에 의해 제조된 스터드(10)는 전술한 3세대 스터드의 슬라이딩 유효면적(L)에 비해 유효면적(3L)을 3배 이상 크게 확보할 수 있어 스터드(10)를 메인샤시에 자동삽입 시 피딩 불량 문제를 일소할 수 있 는 것이다.

그리고 본 발명의 스터드(10)는 안정된 삽입으로 메인샤시의 보스 플랜지면과 일정한 간격 제거가 가능하며, 이로 인하여 이동 시 발생하는 진동으로 스터드(10)가 구멍에서 이탈하지 않고 불량삽입도 방지되는 것이다.

그리고 또한 메인샤시 프레스 코킹 공정에서 금형을 파손시키는 치명적인 문제점도 방지하게 되는 것이다.

한편, 본 발명은 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 변형 실시예가 가능한 것이며, 전술한 도면과 구성 설명상에 예시한 실시예에 한정되는 것이 아님은 물론이다.

이상에서 상세히 살펴 본 바와 같이 본 발명에서 제공하는 스터드 제조방법에 의해 제조되는 스터드(10)는 종래 3세대 스터드에 비해 슬라이딩 유효면적을 3배 이상 크게 확보할 수 있어 자동삽입 시 피딩 불량 문제를 일소할 수 있으며, 스터드의 안정된 삽입으로 메인샤시의 보스 플랜지면과 일정한 간격 제거가 가능하며, 이로 인하여 이동 시 발생하는 진동으로 스터드가 구멍에서 이탈하지 않고 불량삽입도 방지할 수 있는 것이다.

또한 메인샤시 프레스 코킹 공정에서 금형을 파손시키는 치명적인 문제점도 방지할 수 있는 등 그 기대되는 산업적 파급효과가 매우 다대한 발명이다.

Claims (2)

1. 프레스 금형에서 디프 드로잉 공정에 의해 스터드(10) 반제품을 제조하여, 완제품을 제조하는 차기 공정에 있어서;

   반제품의 스터드(10)의 플랜지(11) 상측으로 플랜지(11) 두께 정밀도와 직각도 유지를 위하여 보텀 에지 포밍(bottom edge forming)을 행하는 1공정과,

   상기 1공정이 이루어진 스터드(10)의 플랜지(11) 상부에 홈(12)의 상하 폭 정밀도와 플랜지(11) 면과의 평행도 유지를 위하여 톱 에지 포밍(top edge forming)을 행하는 2공정과,

   상기 2공정에 의해 성형된 홈(12)의 깊이와 형상 공차를 완성키 위하여 섀로우 포밍(shallow forming)을 행하는 3공정과,

   상기 3공정에 의해 성형된 홈(12)의 치수, 형상 공차와 플랜지(11) 부위 완성도를 높이기 위하여 픽스드 셰이프 포밍(fixed shape forming)을 행하는 4공정으로 이루어지는 홈-연속 복합 정형 공정(Groove-Continuous Multi Net Shaping Process)을 통해 스터드를 제조하는 것을 특징으로 하는 스터드의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 픽스드 셰이프 포밍 공정을 행하는 픽스드 셰이프 포밍 툴의 원주면에는 요철을 형성하여 홈(12)에 요철이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 스터드의 제조방법.

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