KR101214801B1 - 냉?온간 복합 단조방법 및 이를 위한 단조설비, 냉?온간 복합단조에 의한 차량용 타이로드엔드의 제조방법, 냉?온간복합단조에 의한 차량용 견인고리의 제조방법 - Google Patents

냉?온간 복합 단조방법 및 이를 위한 단조설비, 냉?온간 복합단조에 의한 차량용 타이로드엔드의 제조방법, 냉?온간복합단조에 의한 차량용 견인고리의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존 냉간단조 또는 열간단조공정 만으로 이루어지는 성형에 비하여 전체공정을 현저히 줄여 생산성을 향상시킬 수 있고 제조비용을 줄일 수 있는 냉?온간 복합 단조방법 및 이를 위한 단조설비, 그리고 냉?온간 복합 단조방법에 의한 차량용 타이로드엔드와 차량용 견인고리의 제조방법에 관한 것이다. 제시한 냉?온간 복합 단조방법은 금속소재를 냉간 가공하여 1차성형물을 만드는 냉간단조공정과; 상대적으로 정밀한 성형이 요구되는 1차성형물의 일부분을 유도가열을 통해 국부적으로 가열하는 가열공정과; 가열공정에서 가열된 1차성형물의 일부분을 복수의 금형에서 다단 온간단조를 연속 수행하여 2차성형물을 만드는 온간단조공정을 포함한다.

Description

냉?온간 복합 단조방법 및 이를 위한 단조설비, 냉?온간 복합단조에 의한 차량용 타이로드엔드의 제조방법, 냉?온간복합단조에 의한 차량용 견인고리의 제조방법{COLD AND WORM FORGING METHOD, FORGING EQUIPMENT FOR THE SAME, MANUFACTURING METHOD OF TIE-ROD END BY THE SAME METHOD, AND MANUFACTURING METHOD OF TOWING EYE BY THE SAME METHOD}
본 발명은 냉?온간 복합 단조방법 및 이를 위한 단조설비에 관한 것으로, 특히 냉간단조를 통해 성형한 1차성형물을 국부적으로 온간단조 하여 2차성형물을 만드는 냉?온간 복합 단조방법 및 이를 위한 단조설비 그리고 냉?온간 복합단조에 의한 차량용 타이로드엔드의 제조방법과 차량용 견인고리의 제조방법에 관한 것이다.
단조는 고체인 금속재료를 두들기거나 가압하여 일정한 모양으로 만드는 성형법이다. 금속재료를 고온(1000도~1350도)으로 가열한 상태에서 단조 하는 것을 열간단조라 하고 700 ~ 900도에서 단조하는 것을 온간단조(WORM FORGING)라 하며 일반 상온에서 단조 하는 것을 냉간단조라 한다.
열간단조는 금속재료를 고온으로 가열해 변형저항을 적게 함으로써 작은 힘으로 큰 변형을 주어 조형을 쉽게 할 수 있다. 따라서 생산속도가 빠르고 복잡한 형상의 성형을 쉽게 할 수 있다. 그러나 열간단조는 제품을 고온에서 성형하기 때문에 탈탄, 과열, 표면불량, 스케일 등에 의해 제품에 결점이 생기기 쉽고, 소재를 고온으로 가열하는 가열로를 사용하기 때문에 에너지손실이 매우 클 뿐 아니라 고온으로 인한 환경악화의 문제가 있다. 특히 열간단조를 수행하면 제품중량의 약 20 ~ 30%의 스크랩(SCRAP)이 발생하기 때문에 소재의 손실도 큰 문제가 있었다.
냉간단조는 상온에서 가공을 수행하기 때문에 스케일(scale) 손실 등이 없어 재료의 회수율이 좋고 가공의 정밀도가 높다. 또 가공경화로 인해 제품의 기계적 성질이 좋은 이점도 있다. 하지만 냉간단조는 소재의 가공경화 현상에 따른 과도한 성형하중이 요구되기 때문에 금형의 수명이 단축되고 성형성이 떨어지는 결점이 있다. 또 다단계로 이루어지는 매 성형공정마다 성형성을 양호하게 하기위한 소둔(ANNEALING)공정과 소착 방지를 위한 인산염피막처리를 거쳐야 하기 때문에 공정이 복잡하고 많은 시간이 걸린다. 특히 제품의 형상이 복잡할수록 더욱 많은 성형공정을 거쳐야 하기 때문에 더 많은 비용과 시간이 소요된다.
본 발명은 이와 같은 문제점들을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 기존 냉간단조 또는 열간단조 만으로 이루어지는 성형에 비하여 전체공정을 현저히 줄여 생산성을 향상시킬 수 있고 제조비용을 줄일 수 있도록 하는 냉?온간 복합 단조방법 및 이를 위한 단조설비, 그리고 냉?온간 복합 단조에 의한 차량용 타이로드엔드 및 차량용 견인고리의 제조방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉?온간 복합 단조방법은 금속소재를 냉간 가공하여 1차성형물을 만드는 냉간단조공정과; 상대적으로 정밀한 성형이 요구되는 상기 1차성형물의 일부분을 유도가열을 통해 국부적으로 가열하는 가열공정과; 상기 가열공정에서 가열된 상기 1차성형물의 일부분을 복수의 밀폐금형에서 다단 온간단조를 연속 수행하여 2차성형물을 만드는 온간단조공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가열공정은 공정 단축을 위해 상기 1차성형물을 투입위치로부터 상기 밀폐금형 쪽으로 이동시키면서 가열하는 것을 특징으로 한다.
상기 가열공정은 상기 1차성형물의 일부분을 700 ~ 900도로 가열하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 냉?온간 복합 단조를 위한 단조설비는 냉간단조에 의해 성형된 1차성형물의 일부분을 가열하기 위한 유도가열장치와, 상기 유도가열장치에 의해 가열된 상기 1차성형물의 일부분을 다단 가압 성형하여 2차성형물을 제조하기 위해 가압기구에 연이어 장착되며 상호 다른 성형공간을 갖춘 복수의 밀폐금형과, 상기 1차성형물을 상기 유도가열장치로 이송시키는 제1이송장치와, 상기 유도가열장치에서 가열된 상기 1차성형물을 상기 복수 밀폐금형으로 이송시키기 위해 상기 유도가열장치와 상기 복수의 밀폐금형 사이에 설치된 제2이송장치와, 상기 제2이송장치에 의해 이송된 상기 1차성형물이 상기 복수 밀폐금형의 각 성형공간을 순차적으로 거치도록 이송시키기 위해 상기 가압기구에 설치된 제3이송장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1이송장치는 상기 1차성형물을 상기 유도가열장치 쪽으로 이송시키는 무한궤도와, 상기 무한궤도에 의해 이송된 상기 1차성형물을 집어서 상기 유도가열장치의 가열위치로 이동시키는 이송클램프를 포함할 수 있다.
상기 제2이송장치는 상기 유도가열장치 쪽으로부터 상기 복수 밀폐금형 쪽으로 길게 연장된 이송레일과, 상기 이송레일을 따라 이동하는 이동부재와, 상기 이동부재를 이동시키는 구동장치와, 상기 1차성형물을 집어서 이송하기 위해 상기 이동부재에 장착된 클램프를 포함할 수 있다.
상기 유도가열장치는 상기 1차성형물을 이송시키는 가운데 가열하기 위해 이송방향으로 길게 마련되고 상기 1차성형물의 일부가 그 내측으로 진입한 상태에서 이송될 수 있도록 이송방향으로 길게 형성되고 그 측면이 개방된 ‘ㄷ’형가열홈을 갖춘 가열부를 포함할 수 있다.
상기 제2이송장치는 이송방향으로 길게 배치된 무한궤도와, 상기 1차성형물일부가 상기 가열홈에 진입한 상태에서 이동하도록 상기 무한궤도 외면에 설치되어 상기 1차성형물을 구속하여 이동시키는 복수의 클램프를 포함할 수 있다.
또 본 발명은 차량 조향장치의 타이로드에 결합되는 자루부와, 이 자루부의 단부에 고리형태로 마련된 헤드부를 갖춘 차량용 타이로드엔드의 제조방법에 있어서, 상기 타이로드엔드를 전술한 냉?온간 복합 단조방법으로 제조하되, 상기 자루부를 냉간단조공정에서 성형하고 상기 헤드부를 온간단조공정에서 성형하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명은 차량의 견인을 위한 것으로 차량에 결합되는 자루부와, 로프의 연결을 위해 상기 자루부의 단부에 마련된 고리부를 갖춘 차량용 견인고리의 제조방법에 있어서, 상기 견인고리를 전술한 냉?온간 복합 단조방법으로 제조하되, 상기 자루부를 냉간단조공정에서 성형하고 상기 고리부를 온간단조공정에서 성형하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 냉?온간 복합 단조방법은 냉간단조공정을 통해 1차성형물을 만든 후 상대적으로 정밀한 성형이 요구되는 1차성형물의 일부분만을 유도가열을 통해 국부적으로 가열한 상태에서 이 부분을 온간단조공정을 통해 성형하기 때문에 기존의 냉간단조 또는 열간단조공정에 비하여 전체 성형공정을 현저히 줄일 수 있고, 생산성을 높일 수 있으며, 소재의 소실을 줄일 수 있는 효과가 있다. 따라서 제조비용 또한 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 냉?온간 복합 단조방법에 의해 성형된 성형물의 일 예로 차량용 타이로드엔드를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 냉?온간 복합 단조방법에 의한 성형물의 제조공정을 나타낸 공정도이다.
도 3은 본 발명에 따른 냉?온간 복합 단조방법의 냉간단조공정에서 성형물의 단계적인 성형상태를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 냉?온간 복합 단조를 위한 단조설비의 요부 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 냉?온간 복합 단조를 위한 단조설비의 요부 구성을 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 냉?온간 복합 단조를 위한 단조설비에 적용될 수 있는 고주파유도가열장치와 제2이송장치의 다른 실시 예이다.
도 7은 본 발명에 따른 냉?온간 복합 단조방법에 의해 성형된 성형물의 다른 예로 차량용 견인고리를 나타낸 사시도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 냉?온간 복합 단조방법에 의해 성형된 성형물의 일 예를 나타낸 사시도이다. 도 1의 성형물(10)은 차량의 조향장치 부품인 타이로드엔드(tie-rod end)다. 이는 차량 조향장치의 타이로드에 결합되는 자루부(11)와, 자루부(11)의 단부에 볼스터드(미도시)가 결합되는 결합공(14)을 갖춘 고리형태의 헤드부(13)를 구비한다. 이러한 성형물을 만들 때는 금속소재를 가압하는 수회의 단조공정을 거친다. 물론 상대적으로 형상이 복잡한 헤드부(13)는 이러한 형상을 완성하기까지 더 많은 공정을 거친다. 여기서는 성형물의 일 예로서 타이엔드로드를 제시하였으나 본 발명의 냉?온간 복합 단조방법에 의해 성형되는 성형물의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 냉?온간 복합 단조방법에 따른 성형공정은 도 2에 도시한 바와 같이, 금속소재를 냉간 가공하여 제품의 기본적인 외형을 갖춘 1차성형물[도 3의 10a]을 만드는 냉간단조공정(21)과, 냉간단조를 통하여 성형된 1차성형물(10a)의 일부분, 즉 상대적으로 정밀한 성형이 요구되는 부분을 유도가열을 통해 국부적으로 가열하는 가열공정(22)과, 1차성형물(10a)의 가열된 부분을 다단계로 온간단조 하여 도 1에 도시한 바와 같은 2차성형물(10)을 만드는 온간단조공정(23)을 포함한다. 또 온간단조공정(23)은 연이어서 수행하는 1차 가공공정(23a), 2차 가공공정(23b), 3차 가공공정(23c)을 포함한다.
냉간단조공정(21)은 도 3의 (a)에 도시한 바와 같은 소재를 도 3의 (b),도 3의 (c), 도 3의 (d) 상태가 되도록 단계적으로 가압 성형한다. 즉 소재를 단계적으로 가압 성형하여 도 3의 (d)와 같이 자루부(11)와, 헤드부(13)의 성형을 위한 볼부(12)를 갖춘 1차성형물(10a)을 만든다. 이러한 공정은 통상적인 냉간가공공정과 다를 바 없으므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
냉간단조공정(21)에서는 이처럼 기본적인 외형을 갖춘 1차성형물(10a)을 만들고, 상대적으로 정밀한 성형이 요구되는 헤드부(13, 도 1참조)는 후술할 온간단조공정(23)에서 만든다. 이는 비교적 단순한 형태인 자루부(11)를 냉간단조공정에서 거의 완성단계까지 성형하고, 상대적으로 형상이 복잡한 헤드부(13)만을 온간단조공정(23)를 통해 성형함으로써 기존의 냉간단조 또는 열간단조만으로 이루어지는 성형에 비해 전체 제조공정을 현저히 줄여 생산성을 높이고 소재의 소실을 줄이며 제조비용 또한 줄이기 위함이다. 아래에서는 냉간단조 이후의 공정들과 이를 위한 단조설비에 관하여 설명한다.
냉간단조공정(21) 후에는 도 4와 도 5에 도시한 바와 같은 단조설비를 이용하여 가열공정(22)과 온간단조공정(23)을 수행한다. 이 단조설비는 1차성형물(10a)의 볼부(12)를 가열하기 위한 고주파유도가열장치(40)와, 고주파유도가열장치(40)에 의해 가열된 1차성형물(10a)의 볼부(12)를 다단 가압 성형하여 헤드부(13)를 성형하기 위한 복수의 밀폐금형(60)과, 1차성형물(10a)을 고주파유도가열장치(40) 쪽으로 이송시키는 제1이송장치(30)와, 고주파유도가열장치(40)에서 가열된 1차성형물(10a)을 복수 밀폐금형(60) 쪽으로 이송시키는 제2이송장치(50)와, 제2이송장치(50)에 의해 이송된 1차성형물(10a)이 복수 밀폐금형(60)에 의한 가공을 순차적으로 거쳐 배출될 수 있도록 성형물을 이송시키는 제3이송장치(70)를 구비한다.
제1이송장치(30)는 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 1차성형물(10a)을 고주파유도가열장치(40) 쪽으로 이송시키는 무한궤도(31)와, 무한궤도(31)를 회전시키는 구동장치(32)와, 이송안내를 위해 무한궤도(32) 양측에 각각 장착된 이송안내판(33)과, 무한궤도(31)에 의해 이송된 1차성형물(10a)을 집어서 고주파유도가열장치(40)의 가열위치로 이동시키는 이송클램프(35)를 포함한다. 구동장치(32)에 의해 무한궤도(31)가 동작하면 무한궤도(31) 위에 놓인 1차성형물(10a)이 고주파유도가열장치(40) 쪽으로 이동하고, 최종적으로 이송클램프(35)가 1차성형물(10a)을 하나씩 집어 가열위치로 이동시킬 수 있도록 한 것이다. 가열위치로 이송된 1차성형물(10a)은 가열이 이루어지는 동안 고주파유도가열장치(40)에 근접하여 설치된 가열클램프(46)에 의해서 지지된다.
도 4와 도 5에서 이송클램프(35)는 성형물을 파지하는 부분만을 개략적으로 도시하였으나, 이는 이송을 안내하는 이송레일(미도시), 이송레일을 따라 이동하는 이송부재(미도시), 이송부재를 이동 및 파지부의 동작을 구현하는 구동장치(미도시) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 가열클램프(46) 역시 도면에 나타내지는 않았지만 1차성형물(10a)을 잡아 구속하거나 풀 수 있도록 동작시키는 별도의 구동장치를 포함하여 구성될 수 있다.
고주파유도가열장치(40)는 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 1차성형물(10a)의 볼부(12)가 그 내측으로 진입할 수 있도록 코일형태로 마련된 가열부(41)와, 가열부(41)를 소정구간 진퇴시키는 구동장치(42)와, 가열부(41)로 교류전원을 공급하는 전원공급장치(43)를 포함한다. 이러한 고주파유도가열장치(40)는 전자기유도원리에 의해 1차성형물(10a)의 볼부(12)를 가열한다. 즉 가열부(41) 내측으로 도전체인 1차성형물(10a)의 볼부(12)가 진입한 상태에서 가열부(41)에 고주파 교류전류를 인가함으로써 1차성형물의 볼부(12)에 와전류손실과 히스테리시스손실의 저항에 의해 열이 발생하면서 가열되도록 한다.
가열온도는 이후 온간단조공정(23)에서 가압 성형을 할 때 성형부분의 크랙을 방지하면서 성형성을 유지할 수 있는 정도, 대략 700 ~ 900이다. 이러한 가열공정(22)은 고주파유도가열을 통해 1차성형물(10a)의 일부분만을 국부적으로 가열하기 때문에 종래의 열간단조공정에서 성형물의 전체를 가열하는 것에 비하여 가열시간을 현저히 단축할 수 있고 가열을 위한 에너지 손실도 현저하게 줄일 수 있다.
가열된 1차성형물(10a)을 복수의 밀폐금형(60) 쪽으로 이송시키는 제2이송장치(50)는 도 4에 도시한 바와 같이, 고주파유도가열장치(40) 쪽으로부터 밀폐금형(60) 쪽으로 길게 연장된 이송레일(51)과, 이송레일(51)을 따라 이동하는 이동부재(52)와, 1차성형물(10a)을 집어서 이송하기 위한 클램프(53)와, 이동부재(52) 및 클램프(53)를 동작시키기 위한 구동장치(54)를 포함하는 형태로 구성될 수 있다. 제2이송장치(50)는 가열된 1차성형물(10a)을 복수의 밀폐금형(60)이 장착된 가압기구(100)의 투입위치(A)까지 이송시킨다.
복수의 밀폐금형(60)은 도 4에 도시한 바와 같이, 통상적인 유압프레스나 너클프레스 등과 같은 단조용 가압기구(100)에 장착된다. 이들 밀폐금형(60)은 도 5에 도시한 바와 같이, 온간단조공정(23)에서 성형물의 1차 가공공정(23a)을 수행하기 위해 상형(61a)과 하형(61b)이 한조를 이루도록 마련된 제1금형(61), 제1금형(61)의 측방에 성형물의 2차 가공공정(23b)을 위해 상형(62a)과 하형(62b)이 한조를 이루도록 마련된 제2금형(62), 제2금형(62) 측방에 성형물의 3차 가공공정(23c)을 위해 역시 상형(63a)과 하형(63b)이 한조를 이루도록 마련된 제3금형(63)을 포함한다.
이러한 제1 내지 제3금형(61,62,63)은 다단계의 온간단조공정(23)을 연이어 수행할 수 있도록 도 4에서 성형물이 투입되는 투입위치(A)로부터 배출위치(B) 방향으로 순차적으로 설치된다. 또 각 금형(61,62,63)은 1차성형물(10a)이 순차적으로 이동하면서 점차 도 1에 도시한 바와 같은 2차성형물(10)의 형태로 점진적인 성형이 이루어질 수 있도록 상호 다른 성형공간을 구비한다. 각 금형의 하형들(61b,62b,63b)은 가압기구(100)의 하측에 고정되고, 상형들(61a,62a,63a)은 함께 승강하면서 성형을 수행할 수 있도록 상하로 동작하는 가압기구(100)의 승강장치에 장착된다.
제3이송장치(70)는 도 4에 도시한 바와 같이, 가열상태에서 투입위치(A)로 공급된 1차성형물(10a)을 집어서 배출위치(B)까지 순차적으로 이동시키기 위해 상호 이격상태로 배치된 제1 내지 제4클램프(71,72,73,74)와, 이들 클램프를 함께 지지하여 이송시키는 이송부재(75), 그리고 이송동작 및 클램핑동작을 위한 구동장치(미도시)를 구비한다. 이러한 제3이송장치(70)에서 제1클램프(71)는 투입위치(A)와 제1금형(61) 사이를, 제2클램프(72)는 제1금형(61)과 제2금형(62) 사이를, 제3클램프(73)는 제2금형(62)과 제3금형(63) 사이를, 제4클램프(74)는 제3금형(63)과 배출위치(A)를 각각 왕복하면서 성형물을 이송시킨다. 이러한 동작은 각 금형의 상형(61a,62a,63a)이 상승한 시기에 동시에 이루어짐으로써 투입위치(A)로 이송된 1차성형물(10a)이 제1 내지 제3금형(61,62,63)을 순차적으로 거치면서 단계적인 성형이 이루어진 후 배출위치(B)로 배출될 수 있도록 한다.
다음은 이러한 단조설비를 이용한 냉간단조공정 이후의 공정들에 대하여 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 냉간단조공정(21)을 거쳐 제조된 1차성형물(10a)이 제1이송장치(30)에 의해 고주파유도가열장치(40)로 하나씩 이송되면, 1차성형물(10a)은 가열이 이루어지는 동안 정지상태를 유지하도록 가열클램프(46)에 의해 지지된다. 가열공정(22)에서는 고주파유도가열장치(40)의 가열부(41)에 대략 15초 정도의 고주파 교류전원이 인가됨으로써 1차성형물(10a)의 볼부(12)가 국부적으로 대략700 ~ 900까지 가열된다.
가열된 1차성형물(10a)은 제2이송장치(50)에 의해 가압기구(100)의 투입위치(A)로 이송된 후 , 가압기구(100)에 마련된 제3이송장치(70)에 의해 복수의 밀폐금형(60)을 순차적으로 거치도록 이송되면서 연속적인 온간단조가 이루어지고 최종적으로 2차성형물(10)이 만들어진 후 배출위치(B)로 배출된다.
즉 온간단조공정(23)에서 성형물은 제1금형(61)에 의한 1차 가공공정(23a)에서 대략 700 ~ 900도의 온도를 유지하는 가운데 가압 성형되고, 연이어 같은 방식으로 제2금형에 의한 2차 가공공정과 제3금형에 의한 3차 가공공정을 거친다. 이때 성형물은 성형과정에서 자체 발열이 생기게 되므로 1차 가공공정에서 3차 가공공정을 마치기까지 거의 대등한 수준의 온도를 유지한다. 따라서 가열공정에서 1회의 가열만으로도 3차 가공공정을 마치기까지 성형성을 유지할 수 있기 때문에 정밀한 성형이 가능하다.
이처럼 본 발명에 따른 냉?온간 복합 단조방법은 냉간단조공정(21) 후 상대적으로 정밀한 성형이 요구되는 1차성형물(10a)의 볼부(12)만을 가열한 상태에서 온간단조공정(23)에서 국부적으로 가압성형을 수행하게 되므로 종래의 전체 냉간단조공정 또는 전체 열간단조공정을 통해 제품을 제조하는 경우보다도 작은 가압력으로도 성형이 가능하다. 따라서 온간단조공정(23)을 수행하기 위한 가압기구(400톤 너클 프레스 등)의 가압톤수를 줄일 수 있어서 설비비를 절감할 수 있고 상대적으로 작은 설비의 채용도 가능하기 때문에 설비에 의한 공간점유도 줄일 수 있다.
또 온간단조공정(23)에서는 종래의 열간단조공정에 비하여 상대적으로 낮은 700 ~ 900도의 온도로 성형물의 일부만을 가열한 상태에서 단조를 수행하기 때문에 에너지손실이 줄일 수 있을 뿐 아니라 고온으로 인한 환경문제를 저감시킬 수 있으며 소재의 손실도 거의 발생하지 않기 때문에 제조비용도 줄일 수 있다.
또 본 발명에 따른 냉?온간 복합 단조방법은 온간단조공정(23)에서 1차 가공공정(23a)부터 3차가공공정(23c)에 이르기까지 가압성형을 연속하여 수행하기 때문에 냉간단조 또는 열간단조만으로 제품을 성형하는 종래의 단조방법에 비하여 전체 제조공정을 현저히 단축할 수 있다. 종래의 열간단조공정은 다단계의 성형공정 뿐 아니라 별도의 트리밍공정, 피어싱공정, 쇼트블라스트공정 등이 필요하고, 종래의 냉간단조공정은 다단계로 이루어지는 매 성형공정마다 소둔(ANNEALING)공정, 윤활공정을 거쳐야 하기 때문에 공정이 복잡하고 많은 시간이 걸리지만, 본 발명에 의하면 이러한 공정들을 배제하거나 줄일 수 있기 때문에 종래에 비하여 전체 제조공정을 현저히 단축할 수 있다.
도 6은 본 발명의 단조설비 적용될 수 있는 고주파유도가열장치와 제2이송장치의 다른 실시 예이다. 이 고주파유도가열장치(140)는 1차성형물(10a)을 복수의 밀폐금형(60) 쪽으로 이송시키면서 가열을 수행할 수 있도록 이송방향으로 길게 마련된 가열부(141)를 구비한다. 또 가열부(141)는 1차성형물(10a)의 볼부(12)가 그 내측으로 진입한 상태에서 이송될 수 있도록 이송방향으로 길게 형성되고 그 측면이 개방된 가열홈(142)을 구비한다. 즉 가열부(141)는 단면의 형상이 ‘ㄷ’형으로 마련된다.
그리고 제2이송장치(150)는 이송방향(가열부의 길이방향)으로 길게 배치된 무한궤도(151)와, 1차성형물(10a)의 볼부(12)가 가열홈(142)에 진입한 상태에서 연이어 이동할 수 있도록 무한궤도(151)의 외면에서 설치되어 1차성형물(10a)의 자루부(11)를 구속하는 복수의 클램프(152)를 포함한다. 각 클램프(152)는 무한궤도(151)의 양단 부분에서 무한궤도(151)가 방향전환을 위해 굴절될 경우 벌어지고, 가열부(141) 쪽 수평구간을 이동하는 동한 조임상태를 유지한다. 즉 클램프(152)는 가열을 위한 진입위치에서 1차성형물(10a)을 집어 올려 1차성형물(10a)이 가열홈(142)를 통과하는 동안 조임상태를 유지하고 그 반대편 가열 종료위치까지 이동시킨 후 놓는다.
이러한 구성은 제2이송장치(150)가 1차성형물(10a)을 이송시키는 동안 1차성형물(10a)의 볼부(12)가 가열부(141)의 가열홈(142)을 통과하도록 함으로써 1차성형물(10a)을 이송시키면서 가열할 수 있도록 한 것이다. 이처럼 복수의 1차성형물(10a)을 연속적으로 이동시키면서 가열하면, 가열된 1차성형물(10a)을 이후 온간단조공정으로 연속하여 투입할 수 있기 때문에 공정을 더욱 단축할 수 있다. 즉 가열대기시간 없이 연속적인 가열이 가능하기 때문에 온간단조공정에서 성형주기를 빠르게 할 수 있고, 그 만큼 전체 제조공정을 빠르게 할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 냉?온간 복합 단조방법에 의해 성형될 수 있는 성형물의 다른 예로 차량용 견인고리를 나타낸 사시도이다. 도시한 바와 같이, 차량용 견인고리(200)는 차량에 결합되는 자루부(210)와, 로프를 연결할 수 있도록 자루부(210)의 단부에 원형의 고리형태로 마련된 고리부(220)를 구비한다. 이러한 견인고리(200)도 타이로드엔드의 예와 마찬가지로 상술한 냉?온간 복합 단조방법에 의해 제조할 수 있다. 즉 견인고리(200)의 자루부(210)는 냉간단조공정(21)에서 성형하고, 고리부(220)는 가열공정(22)을 거친 후 온간단조공정(23)에서 성형할 수 있다.
10a: 1차성형물, 10: 2차성형물,
11: 자루부, 12: 볼부,
13: 헤드부, 21: 냉간단조공정,
22: 고주파유도가열공정, 23: 온간단조공정,
30: 제1이송장치, 40, 140: 고주파유도가열장치,
50, 150: 제2이송장치, 60: 복수 밀폐금형
61: 제1금형, 62: 제2금형,
63: 제3금형, 70: 제3이송장치.

Claims (10)

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  4. 냉간단조에 의해 성형된 1차성형물의 일부분을 가열하기 위한 유도가열장치와, 상기 유도가열장치에 의해 가열된 상기 1차성형물의 일부분을 다단 가압 성형하여 2차성형물을 제조하기 위해 가압기구에 연이어 장착되며 상호 다른 성형공간을 갖춘 복수의 금형과, 상기 1차성형물을 상기 유도가열장치로 이송시키는 제1이송장치와, 상기 유도가열장치에서 가열된 상기 1차성형물을 상기 복수 금형으로 이송시키기 위해 상기 유도가열장치와 상기 복수의 금형 사이에 설치된 제2이송장치와, 상기 제2이송장치에 의해 이송된 상기 1차성형물이 상기 복수 금형의 각 성형공간을 순차적으로 거치도록 이송시키기 위해 상기 가압기구에 설치된 제3이송장치를 포함하되,
    상기 유도가열장치는 상기 1차성형물을 이송시키는 가운데 가열하기 위해 이송방향으로 길게 마련되고 상기 1차성형물의 일부가 그 내측으로 진입한 상태에서 이송될 수 있도록 이송방향으로 길게 형성되고 그 측면이 개방된 ‘ㄷ’형 가열홈을 갖춘 가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉?온간 복합 단조를 위한 단조설비.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1이송장치는 상기 1차성형물을 상기 유도가열장치 쪽으로 이송시키는 무한궤도와, 상기 무한궤도에 의해 이송된 상기 1차성형물을 집어서 상기 유도가열장치의 가열위치로 이동시키는 이송클램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉?온간 복합 단조를 위한 단조설비.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제2이송장치는 이송방향으로 길게 배치된 무한궤도와, 상기 1차성형물일부가 상기 가열홈에 진입한 상태에서 이동하도록 상기 무한궤도 외면에 설치되어 상기 1차성형물을 구속하여 이동시키는 복수의 클램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉?온간 복합 단조를 위한 단조설비.
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