KR100928689B1 - Manufacturing method of belt pulley for automobile - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차에 사용되는 에어컨용 압축기 풀리, 냉각펌프 구동용 풀리, 발전기 풀리, 파워핸들용 풀리 등과 같은 각종 벨트풀리의 제조방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 열간단조와 냉간단조의 장점만을 이용하여 비교적 크기가 큰 대형 벨트풀리의 경우에도 환봉으로 제조할 수 있게 함으로써, 벨트풀리의 제조원가를 대폭적으로 절감할 수 있도록 하려는 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing various belt pulleys such as compressor pulleys for air conditioners, cooling pump drive pulleys, generator pulleys, power handle pulleys, etc., which are used in automobiles, and more specifically, use only the advantages of hot forging and cold forging. Therefore, even in the case of a relatively large belt pulley to be manufactured with a round bar, it is to significantly reduce the manufacturing cost of the belt pulley.
먼저, 본 발명의 실시는 열간단조가 재료의 변형저항을 적게 하여 작은 힘으로 큰 변형을 가능하게 하는 장점과, 냉간단조가 큰 변형은 불가능하지만 가공경화에 의해서 재료가 치밀해지고, 특히 정밀도가 높은 제품을 제조할 수 있다는 점을 참고하여 본 발명을 실시한 것이며, 본 발명은 환봉을 일정한 크기로 절단하여 환봉소재를 준비하는 공정과 그 후에 열간단조에 의해서 원하는 직경을 갖는 소재를 준비하고, 수차례의 단조공정을 거치고 전조 또는 가공공정으로 벨트홈을 완성하는 것을 특징으로 하며, 본 발명에 의하면 환봉소재를 열간단조에 의해서 대형 벨트풀리를 제조할 수 있는 소재를 얻을 수 있고, 냉간단조를 통하여 벨트풀리를 제조하므로 공정을 줄이게 되면서 특히 로스에 의한 재료의 낭비를 방지할 수 있게 되는 것이며,First, the practice of the present invention is that hot forging reduces the deformation resistance of the material to enable a large deformation with a small force, and cold forging is not possible to deformation, but the material becomes dense by work hardening, particularly high precision The present invention has been carried out with reference to the fact that a product can be manufactured, and the present invention provides a process of preparing a round bar material by cutting a round bar to a certain size, and then preparing a material having a desired diameter by hot forging, and several times. Characterized in that the belt groove is completed by a forging or processing process after the forging process of the invention, according to the present invention can obtain a material capable of manufacturing a large belt pulley by hot forging round bar material, the belt through cold forging By manufacturing pulleys, the process can be reduced, and in particular, it is possible to prevent the waste of materials caused by the loss.
또한 종래의 냉간단조만으로 제조하는 것에 비하여 보다 큰 대형의 벨트풀리도 환봉으로 제조할 수 있기 때문에 간단한 공정과 저렴한 비용으로 자동차용 벨트풀리를 저렴하게 제공할 수 있어 대외 경쟁력을 향상시켜주는 유용한 발명이라 할 수 있다.In addition, it is a useful invention that improves the external competitiveness of the belt pulley for automobiles can be provided at a low cost because of the simple process and low cost, because the larger belt pulley can be manufactured with a round bar than the conventional cold forging only. can do.
자동차 에어컨, 벨트 풀리, 소재, 환봉소재, 냉간단조, 열간단조. Automotive air conditioner, belt pulley, material, round bar material, cold forging, hot forging.
Description
도 1은 본 발명에 의한 공정순서도1 is a process flow chart according to the present invention
도 2는 본 발명에 의한 공정순서별 단면도2 is a cross-sectional view according to the process sequence according to the present invention
도 3은 본 발명이 또다른 공정순서도Figure 3 is another process flow chart of the present invention
도 4는 도 3에 의한 공정순서별 단면도4 is a cross-sectional view of the process sequence shown in FIG. 3.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***
1: 환봉소재1: round bar material
2: 소재2: material
10: 통공10: through
본 발명은 자동차에 사용되는 에어컨용 압축기 풀리, 냉각펌프 구동용 풀리, 발전기 풀리, 파워핸들용 풀리 등과 같은 각종 벨트풀리의 제조방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 열간단조와 냉간단조를 혼용하여 비교적 크기가 큰 대형 벨트풀리의 경우에도 환봉으로 제조할 수 있게 하여 벨트풀리의 제조원가를 대폭적으 로 절감할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing various belt pulleys such as compressor pulleys for air conditioners, cooling pump drive pulleys, generator pulleys, power handle pulleys, etc. used in automobiles, and more specifically, by using hot forging and cold forging. In the case of large belt pulleys that are large in size, the manufacturing costs of the belt pulleys can be drastically reduced by allowing them to be manufactured with round rods.
주지된 바와 같이 자동차에는 엔진의 회전동력을 전달받아 작용을 하는 에어컨용 압축기(콤푸레샤), 냉각수펌프, 발전기, 파워핸들용 유압장치 등이 있는데, 이러한 장치들은 엔진의 동력을 벨트로 전달받기 위하여 벨트풀리를 구성하고 있다.As is well known, automobiles include air conditioner compressors (compressors), coolant pumps, generators, and power steering hydraulics that operate by receiving the engine's rotational power. It consists of a pulley.
이러한 종래의 자동차용 벨트풀리들에 대하여 살펴보면, 통상 로타와 벨트홈 부분을 별도로 제작하여 용접공법에 의해 접합하거나, 주물로 형상을 제작하여 기계가공으로 벨트홈을 제조하는 것으로서, 종래의 이러한 제조방법에 의하면 기본적으로 제조공정이 복잡하고 가공량에 시간과 비용이 많이 소요되며, 열간단조시에 응력이 많이 발생한 부분에 균열이 발생하기 쉽고 부식이 발생하는 확률도 높은 문제가 있었다.Referring to the conventional belt pulleys for cars, the conventional rota and belt groove parts are manufactured separately and joined by a welding method, or by manufacturing a shape by casting to manufacture a belt groove, such a conventional manufacturing method According to the present invention, the manufacturing process is complicated, and the amount of processing takes a lot of time and cost, and there is a problem that the cracks easily occur in the areas where stress is high during hot forging, and the probability of corrosion is also high.
또한, 가공에 의해 절삭되는 부분이 많으므로 상당한 재료의 낭비가 뒤따르고, 그에 따라 불필요하게 제조비용이 상승된다는 문제도 있었다.Moreover, since there are many parts cut by processing, there also exists a problem that a considerable waste of material is followed, and the manufacturing cost unnecessarily increases accordingly.
상기한 문제점들을 해결하기 위하여 본 원의 출원인이 냉간단조에 의한 벨트풀리제조방법이 제안된 바 있다.In order to solve the above problems, the applicant of the present application has been proposed a belt pulley manufacturing method by cold forging.
그런데, 소형 벨트풀리의 경우에 환봉을 절단하여 냉간단조에 의해서 벨트풀리를 제조하는데 아무런 문제가 없다.However, in the case of a small belt pulley, there is no problem in manufacturing the belt pulley by cold forging by cutting the round bar.
그러나 대형 벨트풀리의 경우에는 소재의 직경이 크기 때문에 환봉소재를 냉간단조에 의해서 원하는 직경을 갖는 소재를 얻을 수 없기 때문에 두꺼운 철판을 블랭킹 가공으로 소재를 마련하였다.However, in the case of a large belt pulley, since the diameter of the material is large, it is not possible to obtain a material having a desired diameter by cold forging the round bar material.
상기와 같이 두꺼운 철판을 블랭킹 가공으로 소재를 마련하는 경우에는 블랭킹 된 소재 외에 그 주변에 로스가 많아 철판의 손실이 크게 되므로, 벨트풀리의 원가를 상승시키게 되는 관계로 대외 경쟁력이 떨어지는 등의 문제점이 있었다.As described above, when the material is prepared by blanking the thick steel plate, the loss of the iron plate is increased due to the large loss of the steel plate in addition to the blanked material, thus increasing the cost of the belt pulley. there was.
상기한 문제점을 감안하여 안출한 본 발명은 열간단조가 재료에 변형저항을 적게 하여 작은 힘으로 큰 변형을 가능하게 한다는 점에 착안한 것으로서, 환봉을 이용하여 비교적 간단한 열간단조에 의해서 소재를 마련하고, 그 후 냉간단조 공정으로 자동차용 벨트풀리를 제조 가능토록 하는 제조방법과, 그러한 방법에 의한 벨트풀리를 제공함으로써 제조원가를 절감하면서도 내구성 및 회전체 흔들림(떨림)의 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 하는 것이다.The present invention devised in view of the above-described problems is focused on the fact that the hot forging allows a large deformation with a small force by reducing the deformation resistance of the material, and the material is prepared by a relatively simple hot forging using a round bar. After that, the manufacturing method for manufacturing the belt pulley for automobiles by cold forging process, and by providing the belt pulley according to such a method to reduce the manufacturing cost and improve the durability and the quality of the rotating body shake (shake). It is for the purpose.
본 발명은 환봉을 일정한 크기로 절단하여 환봉소재를 준비하는 공정과 그 후에 열간단조에 의해서 원하는 직경을 갖는 소재를 준비하고, 수차례의 단조공정을 거치고 전조 또는 가공공정으로 벨트홈을 완성하는 것을 특징으로 하며, 이하 첨부된 도면에 의거 상세한 방법과 구성을 살펴보면 다음과 같다.The present invention is to cut the round bar to a certain size to prepare a round bar material and then to prepare a material having a desired diameter by hot forging, and to go through the forging several times to complete the belt groove by rolling or processing The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 적용되는 열간단조와 냉간단조에 대하여 살펴본다.It looks at the hot forging and cold forging applied to the present invention.
먼저, 열간단조는 재료에 고온을 가해 변형저항을 적게 하여 작은 힘으로 큰 변형을 가능하게 하는 장점이 있고, 냉간단조는 큰 변형은 불가능하지만 가공경화에 의해서 재료가 치밀해지고, 특히 정밀도가 높은 제품을 제조할 수 있는 장점이 있다.First, hot forging has the advantage of applying a high temperature to the material to reduce the deformation resistance, thereby enabling large deformation with a small force. Cold forging is impossible for large deformation, but the material becomes dense due to work hardening, and particularly high precision products. There is an advantage to manufacture.
도 1은 본 발명에 의한 공정순서도, 도 2는 본 발명에 의한 공정순서별 단면도, 도 3은 본 발명이 또다른 공정순서도, 도 4는 도 3에 의한 공정순서별 단면도이다.1 is a process flow chart according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view according to the process sequence according to the present invention, Figure 3 is another process flow chart according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view according to the process sequence according to FIG.
실시예Example 1 One
소재절단 및 Material cutting and 열간단조공정Hot Forging Process
제조가 완료되는 벨트풀리의 크기와 수차례의 단조 및 가공되는 정도를 감안하여 환봉을 준비하고 소정의 두께로 절단하여 환봉소재(1)를 준비하는 공정과; Preparing a round bar and cutting it to a predetermined thickness in consideration of the size of the belt pulley to be manufactured and the degree of forging and processing several times to prepare the round bar material (1);
상기 환봉소재(1)에 고온을 가열하여 열간단조에 의해서 적정한 두께와 외형을 갖는 소재(2)를 만든다.The high temperature is heated to the round bar material 1 to produce a
1차 냉간단조 공정 Primary cold forging process
소재(2)의 두께를 줄이면서 바닥면(12)이 형성되도록 하고 가장자리 부분에 외관체부(30)를 형성하며, 중앙에는 축공(20)을 형성하기 위해 아래로 돌출되는 압입부(11)를 형성한다.The
2차 피어싱 공정Secondary piercing process
압입부(11)를 관통시키면서 축공(20)과 축공관체부(20')가 완성되도록 한다.The
벨트가이드 및 Belt guide and 벨트홈Belt groove 형성 공정 Forming process
상기와 같이 2차 피어싱 공정을 완성한 다음에는 두 가지 방법의 완성수단을 통하여 완성이 되는데, 그중 하나의 방법으로는 기계 절삭가공을 통하여 벨트가이드(13)(13') 및 벨트홈(14)을 형성하는 것이고, 또 다른 방법으로는 전조가공을 통하여 벨트가이드(13)(13') 및 벨트홈(14)을 형성하는 것이다.After completing the secondary piercing process as described above, it is completed through the completion means of two methods, one of which is the
이러한 공정 후에 기타 정삭 절삭 가공, 도장 등의 마무리 공정을 거쳐 벨트풀리(1a)의 제조를 완성하게 된다.
상기와 같은 실시예 1의 경우에는 냉간단조 공정 후의 바닥면과 압입부 사이에 형성되는 절곡 부위의 인장력으로 인한 취성이 발생되어 내구성이 떨어질 수 있으므로, 상기와 같은 절곡 부위의 내구성을 보완하기 위한 수단이 부가되는 본 발명의 실시예 2를 도 3과 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.After such a process, the finishing of the
In the case of Example 1 as described above, since the brittleness due to the tensile force of the bent portion formed between the bottom surface and the press-fitting portion after the cold forging process may occur and the durability may be deteriorated, a means for compensating the durability of the bent portion as described above. The second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4 as follows.
실시예Example 2 2
소재절단 및 Material cutting and 열간단조공정Hot Forging Process
제조가 완료되는 벨트풀리의 크기와 수차례의 단조 및 가공되는 정도를 감안하여 환봉을 준비하고 소정의 두께로 절단하여 환봉소재(1)를 준비하는 공정과; Preparing a round bar and cutting it to a predetermined thickness in consideration of the size of the belt pulley to be manufactured and the degree of forging and processing several times to prepare the round bar material (1);
상기 환봉소재(1)에 고온을 가열하여 열간단조에 의해서 적정한 두께와 외형을 갖는 소재(2)를 만든다.The high temperature is heated to the round bar material 1 to produce a
블랭킹Blanking 공정 fair
상기 공정에 의해서 준비된 소재(2)에 블랭킹하여 전체적으로 원형이면서 중앙에는 추후에 축이 삽입되는 축공이 될 원형의 통공(10)을 형성한다.Blanking the material (2) prepared by the above process to form a circular through
이때 소재(2)의 두께 및 외형 치수는 제조가 완료되는 벨트풀리(1a)의 크기와 수차례의 단조 등 가공되는 정도를 감안하여 적절한 크기로 한다.At this time, the thickness and the outer dimensions of the
1차 냉간단조 공정Primary cold forging process
소재(2)의 가장자리 부분과 통공(10)의 가장자리 두께 부분을 젖혀줌으로써 중앙에 통공(10)에 의한 축공(20)이 형성됨과 동시에 내관체부(200)와 외관체부(30) 및 연결부(40)가 형성되게 한다.The
2차 냉간단조 공정Second Cold Forging Process
축공(20)의 일정 깊이만을 냉간 확장하며, 상기 축공(20)의 확장으로 인하여 베어링 안착부(12)와 베어링 걸림턱(12')이 형성되도록 한다.Cold expansion of only a predetermined depth of the
상기와 같이 2차 단조 공정을 완성한 다음에는 두 가지 방법의 완성수단으로 완성이 되는데, 그중 하나의 방법으로는,After completing the secondary forging process as described above, it is completed by means of completion of two methods, one of which is
외상측Trauma 단조공정 Forging Process
상기 2차 단조 공정으로 가공된 중간제품의 외면 상측 끝단에 단조를 통하여 벨트가이드(13)를 형성한다. The
외하측Outer and lower side 단조공정 Forging Process
중간제품을 뒤집어 외하측 끝단에 벨트가이드(13')를 형성한다.The intermediate product is turned over to form a belt guide 13 'at the outer and lower ends.
벨트홈Belt groove 형성 공정 Forming process
상기에서 형성된 두 개의 벨트가이드(13)(13') 사이에 벨트홈(14)을 형성하여 벨트풀리(1a)를 완성하는데, 상기 벨트홈(14)은 기계적 절삭가공에 의해 완성할 수도 있고, 또는 전조가공을 통하여 완성할 수도 있다.A
상기 2차 단조 공정을 완성한 다음에 상기와 같이 외상측 및 외하측 단조공정을 실시하지 않는 다른 방법으로는,After the secondary forging step is completed, another method of not performing the outer and outer forging steps as described above,
벨트가이드 및 Belt guide and 벨트홈Belt groove 동시형성 공정 Co-forming process
2차 단조 공정을 완료한 중간 제품에 곧바로 기계적 절삭가공 또는 전조가공 을 통하여 벨트가이드(13)(13')와 벨트홈(14a)을 형성하는 공정이다.It is a process of forming the
이러한 공정 후에 기타 정삭 절삭 가공, 도장 등의 마무리 공정을 거쳐 벨트풀리(1a)의 제조를 완성하게 된다.After such a process, the finishing of the
이러한 실시예 2의 구성으로 된 본 발명은 환봉을 소정의 크기로 절단하여 열간단조 가공으로 소재를 만들고, 냉간단조 가공을 하여 자동차용 벨트풀리의 제조가 완성되므로 두꺼운 철판을 블랭킹 가공으로 소재를 구하는 것에 비하여 재료를 절감할 수 있고, 냉간가공으로 제품의 치수가 정확하고 가공경화에 의한 경도 증가, 연신율 감소 등과 같은 냉간단조의 특성에 따라 내구성이 더욱 향상된다 할 것이다.The present invention having the configuration of Example 2 is to cut the round bar to a predetermined size to make a material by hot forging, cold forging to complete the manufacture of belt pulleys for automobiles to obtain the material by blanking the thick steel sheet Compared to the above, the material can be saved, and the cold working can improve the durability of the product according to the characteristics of the cold forging such as the accurate dimension of the product and the increase of hardness and the elongation due to hardening.
또한 두 차례의 단조 공정과 피어싱을 한 다음 한 차례의 전조 또는 기계가공 공정으로 벨트풀리가 완성되므로 매우 빠른 시간에 제조가 완료되는 것이며, 절삭가공을 최소화하여 재료의 낭비를 최소화할 수 있는 장점이 있다.In addition, the belt pulley is completed by two forging processes and one piercing, followed by one rolling or machining process, so the manufacturing is completed in a very short time. The advantage of minimizing cutting is to minimize material waste. have.
그리고, 상기 본 발명에서는 총 두 차례의 단조공정을 통하여 벨트풀리를 제조하는 것을 예시하였지만, 포밍기의 성능 또는 소재의 재질에 따라 1차례의 작용에 가공 가능한 정도가 달라지는 단조 또는 단조가공의 특성을 감안하여 작업의 회수를 더하거나 줄여서 공정을 완료할 수도 있다.In the present invention, the belt pulley is manufactured through a total of two forging processes, but the characteristics of forging or forging may vary depending on the performance of the forming machine or the material of the material. Given this, the process may be completed by adding or reducing the number of operations.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면 환봉소재를 열간단조에 의해서 대형 벨트풀리를 제조할 수 있는 소재를 얻을 수 있고, 냉간단조를 통하여 벨트풀리 를 제조하므로 공정을 줄이게 되면서 특히 로스에 의한 재료의 낭비를 방지할 수 있게 되는 것이며,According to the present invention as described above it is possible to obtain a material capable of manufacturing a large belt pulley by hot forging round bar material, and to reduce the process, especially the loss of material due to loss by manufacturing the belt pulley through cold forging Will be prevented,
또한 종래의 냉간단조만으로 제조하는 것에 비하여 열간단조의 장점인 조직의 치밀성 및 균일화를 통하여 고속 회전하는 벨트풀리의 특성에 적합한 가공이 가능하며, 보다 큰 대형의 벨트풀리도 환봉으로 제조할 수 있기 때문에 간단한 공정과 저렴한 비용으로 자동차용 벨트풀리를 저렴하게 제공할 수 있어 대외 경쟁력을 향상시켜주는 유용한 발명이라 할 수 있다.In addition, due to the compactness and uniformity of the structure, which is an advantage of hot forging, compared to conventional cold forging alone, it is possible to process suitable for the characteristics of the belt pulley rotating at high speed, and larger belt pulleys can be manufactured with round bars. It can be said that it is a useful invention to improve the external competitiveness by providing a belt pulley for automobiles at a low cost with a simple process.
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