KR101430968B1 - 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형 및 제조 방법 - Google Patents

자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형 및 제조 방법 Download PDF

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Abstract

길이(L)가 30 cm ~ 70 cm 인 자동차 조향장치용 스플라인 장축을 제조하는 금형에 있어서,
상기 스플라인 장축의 길이(L)보다 더 큰 작동범위(승강범위)를 갖는 상부프레스(10)와,
상기 상부프레스(10)의 하부에 고정되어 상기 상부프레스(10)에 의해 승강하는 승강블럭(20)과,
상기 승강블럭(20)의 하부에 고정되며 상기 스플라인 장축의 길이(L)보다 더 큰 상하 길이(L1)를 갖는 길다란 환봉 형상의 상부펀치(30),
로 구성된 상부펀치부(100)와;
베이스프레임(270)의 상부에 구비된 베이스블럭(290)에 고정 형성되며, 모재가 투입되는 제1 공동부(V1)를 형성하며, 모재가 상기 상부펀치(30)에 의해 하향으로 가압되면서 스프라인 톱니(T)를 형성하는 제2 압출다이(230)를 포함하는 하부다이부(200);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형.

Description

자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형 및 제조 방법 { Spline Shaft Producing Device }
본 발명은 자동차 조향장치의 일 구성품으로 사용되는 300 mm 이상의 스플라인 장축 용 스플라인 장축 제조 금형 및 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 스플라인 샤프트 가공방법의 경우, 스플라인 샤프트는 가공하고자 하는 소재의 길이를 적당하게 절단하는 소재준비단계), 준비한 소재를 선삭 가공기에 물리는 센터링 단계, 센터링 단계를 거쳐 지정 위치에 스플라인부를 형성하는 선삭 가공 단계, 스플라인부에 반복 프레싱 작업에 의해 스플라인을 형성하는 전조 가공 단계를 거치면서 스플라인 샤프트에 스플라인이 형성된다. 즉, 종래의 스플라인 축으로 형성함에 있어서 선삭 전조를 겸하는 방법이 사용되었다. 이 경우 성형 단계가 복잡하고 성형 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
도 7(a, b)은 자동차 조향장치용 스플라인 축을 설명하기 위한 도면이다. 조향조작기구에 조립되는 샤프트(스플라인 축)는 핸들에서 기어장치로 바퀴에 동력전달 역할을 하는 중요한 부품이다. 현재 국내에서 완성차 업계에서 조립되어 판매되고 있는 조향 장치용 장축 타입의 스플라인 축은 일본에서 수입되고 있으며 일본 업체의 경우 냉간 인발 방법으로 제조하고 있는 것으로 알려져 있다. 현재 엔화 상승으로 원가가 상승하는 문제점이 있다. 스플라인 축의 길이가 219mm~ 288mm에서는 쉽게 단조 작업이 가능하지만, 제품길이가 325mm ~ 630mm으로 긴 제품은 단조 성형에서 작업이 어려움이 있다.
본 발명은 300 mm 이상의 스플라인 장축을 제조할 수 있는 스플라인 장축 제조 금형 및 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 제품의 치수 정밀도가 우수하고 고강도의 스플라인 장축을 제조할 수 있으며 또한 생산 효율이 우수한 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형 및 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형은,
길이(L)가 30 cm ~ 70 cm 인 자동차 조향장치용 스플라인 장축을 제조하는 금형에 있어서,
상기 스플라인 장축의 길이(L)보다 더 큰 작동범위(승강범위)를 갖는 상부프레스(10)와,
상기 상부프레스(10)의 하부에 고정되어 상기 상부프레스(10)에 의해 승강하는 승강블럭(20)과,
상기 승강블럭(20)의 하부에 고정되며 상기 스플라인 장축의 길이(L)보다 더 큰 상하 길이(L1)를 갖는 길다란 환봉 형상의 상부펀치(30),
로 구성된 상부펀치부(100)와;
베이스프레임(270)의 상부에 구비된 베이스블럭(290)에 고정 형성되며, 모재가 투입되는 제1 공동부(V1)를 형성하며, 모재가 상기 상부펀치(30)에 의해 하향으로 가압되면서 스프라인 톱니(T)를 형성하는 제2 압출다이(230)를 포함하는 하부다이부(200);
를 포함하여 구성되는 것을 특징이다.
본 발명에 따르는 경우, 300 mm 이상의 스플라인 장축을 제조할 수 있는 스플라인 장축 제조 금형 및 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 따르는 경우 스플라인 제품의 치수 정밀도가 우수하고 고강도의 스플라인 장축을 제조할 수 있으며 또한 생산 효율이 우수한 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형 및 제조 방법이 제공된다.
도 1(a, b)은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형 전체 구성도.
도 2(a, b, c)는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형 중 압출다이 단면도, 평면도, 배면도.
도 3(a, b)은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 다이블럭 중 상부 블럭부 상, 하 사시도.
도 4(a, b)는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 다이블럭 중 하부 블럭부 상, 하 사시도.
도 5는 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형 중 상부 펀치 구성도.
도 6은 본 발명의 스플라인 축 성형체 구성도.
도 7(a, b)은 자동차 조향장치 및 스플라인 축.
이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형 및 제조 방법에 대하여 첨부된 도며을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1(a, b)은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형 전체 구성도, 도 2(a, b, c)는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형 중 압출다이 단면도, 평면도, 배면도, 도 3(a, b)은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 다이블럭 중 상부 블럭부 상, 하 사시도, 도 4(a, b)는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 다이블럭 중 하부 블럭부 상, 하 사시도, 도 5는 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형 중 상부 펀치 구성도이고, 도 6은 본 발명의 스플라인 축 성형체 구성도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형은 길이(L)가 30 cm ~ 70 cm 인 자동차 조향장치용 스플라인 장축을 제조하는 것이며, 상부프레스(10)와 승강블럭(20)과 상부펀치(30)로 구성된 상부펀치부(100)과 하부다이부(200)를 포함하여 구성되다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형에 있어서, 상부펀치부(100)는 상기 스플라인 장축의 길이(L)보다 더 큰 작동범위(승강범위)를 갖는 상부프레스(10)와, 상부프레스(10)의 하부에 고정되어 상기 상부프레스(10)에 의해 승강하는 승강블럭(20)과, 승강블럭(20)의 하부에 고정되며 상기 스플라인 장축의 길이(L)보다 더 큰 상하 길이(L1)를 갖는 길다란 환봉 형상의 상부펀치(30)를 포함한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형에 있어서, 하부다이부(200)는 베이스프레임(270)의 상부에 구비된 베이스블럭(290)에 고정 형성되며, 모재가 투입되는 제1 공동부(V1)를 형성하며, 모재가 상기 상부펀치(30)에 의해 하향으로 가압되면서 스프라인 톱니(T)를 형성하는 제2 압출다이(230)를 포함한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형에 있어서, 하부다이부(200)는, 중심에 모재가 투입되는 상기 제1 공동부(V1, 空洞剖)가 형성되며, 상기 하부다이부(200) 중에서 최상부에 위치되는 제1 다이블럭(210)과, 중심에 제2 중공부(V2)가 형성되고, 내주부에 스플라인 톱니 형성돌기(237)가 규칙적으로 돌출 형성되고, 상기 제1 다이블럭(210)의 하부에 구비되는 제2 압출다이(230)와, 상기 제2 압출다이(230)의 하부에 구비되며, 스플라인 톱니가 외부에 형성된 제품이 관통하는 제3 공동부(V3)이 형성된 제3 다이블럭(250)으로 구성된다.
도 2(a, b, c)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형에 있어서, 제2 압출다이(230)는, 중심에 제2 공동부(V2)가 형성된 중공 원통상의 몸체(230a)와, 제2 공동부(V2)의 상부를 형성하는 상부 내주부(231)과, 상부 내주부(231)보다 작은 직경을 가지며, 상기 제2 공동부(V2)의 하부를 형성하는 하부 내주부(235)와, 상부 내주부(231)의 하측원+과 상기 하부 내주부(235)의 상측원을 연결하며 아래로 가면서 직경이 작아지는 테이퍼부(233)와, 하부 내주부(235)에 형성되는 스플라인 톱니 형성돌기(237)로 구성된다.
도 3(a, b), 도 4(a, b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형에 있어서, 제1 다이블럭(210)과 제2 압출다이(230)와 제3 다이블럭(250)은 서로 분리 가능하게 별개로 형성된 후 결합되고, 제1 다이블럭(210)은 상부 블럭부(211)와 하부 블럭부(216)가 별개로 구성된 후 체결수단에 의해 상하로 결합되는 것이 바람직하다.
도 3(a, b), 도 4(a, b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형에 있어서, 상부 블럭부(211)는, 몸체의 중심에 제11 공동부(V11)이 형성되고, 하면 중심에 링형상의 제1 돌출환(211b)가 형성되고, 상기 제1 돌출환(211b)의 외측에 결합돌기가 4 ~8개가 돌출되는 것이 바람직하다. 하부 블럭부(216)는, 몸체의 중심에 제12 공동부(V12)이 형성되고, 상면 중심에 상기 제1 돌출환(211b)에 내삽되는 링형상의 제2 돌출환(216c)가 형성되고, 상기 제2 돌출환(216c) 외측에 상기 제1 돌출환(211b)이 삽입되는 보조공동부(216b)가 형성되고, 상면 외측에 상기 결합돌기가 삽입되는 결합홀(216a)이 4 ~8개가 형성되는 것이 바람직하다.
이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 방법에 대하여 설명한다. 제조된 스플라인 장축의 길이(L)는 45 cm ~ 70 cm 이고, 직경(대경 기준)은 20 ~40 mm 이다. 본 발명의 제조방법(도 6 참조)은 전방 압출에 의하여 상하 전역에 스플라인 톱니가 형성된 제1 성형체(P1)를 제조하는 단계와; 제1 성형체(P1)의 일측을 절삭가공하여 톱니를 제거하여 진원부를 형성하는 단계를 거쳐 제조되는 것이 바람직하다. 제1 성형체(P1)의 길이(L)는 30 cm ~ 70 cm 이고 외주 직경은 20 ~40 mm 인 것이 바람직하다.
성형체 제조후 피막을 형성한다. 간단히 설명하면 다음과 같다.
1) 인산염 + 본데루베 피막
피막 : 고온 피막 두께 (3~8um 관리), 온도 : 85℃
상태: 미려한 피막, 윤활 : 2.0~2.7 point 관리
작업온도 - 80~90℃
2) 인산염+유용성 윤활(MoS2) 피막
피막 : 중온 피막 두께 (15um 이상), 온도 : 60℃
상태-피막이 두껍움, 조성: MEK(40%)+MoS2(60%)
작업온도 - 상온
본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.
아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.
10 : 상부프레스
20 : 승강블럭
30 : 상부펀치
100 : 상부펀치부
200 : 상부펀치부
210 : 제1 다이블럭
230 : 제2 압출다이
230a : 몸체
231 : 상부 내주부
233 : 테이퍼부
235 : 하부 내주부
237 : 스플라인 톱니 형성돌기
250 : 제3 다이블럭
V1, V2, V3 : 제1,제2, 제3 공동부

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 길이(L)가 30 cm ~ 70 cm 인 자동차 조향장치용 스플라인 장축을 제조하는 금형에 있어서,
    상기 스플라인 장축의 길이(L)보다 더 큰 작동범위(승강범위)를 갖는 상부프레스(10)와,
    상기 상부프레스(10)의 하부에 고정되어 상기 상부프레스(10)에 의해 승강하는 승강블럭(20)과,
    상기 승강블럭(20)의 하부에 고정되며 상기 스플라인 장축의 길이(L)보다 더 큰 상하 길이(L1)를 갖는 길다란 환봉 형상의 상부펀치(30),
    로 구성된 상부펀치부(100)와;
    베이스프레임(270)의 상부에 구비된 베이스블럭(290)에 고정 형성되며, 모재가 투입되는 제1 공동부(V1)를 형성하며, 모재가 상기 상부펀치(30)에 의해 하향으로 가압되면서 스프라인 톱니(T)를 형성하는 제2 압출다이(230)를 포함하는 하부다이부(200);
    를 포함하여 구성되되,

    상기 하부다이부(200)는,
    중심에 모재가 투입되는 상기 제1 공동부(V1, 空洞剖)가 형성되며, 상기 하부다이부(200) 중에서 최상부에 위치되는 제1 다이블럭(210)과,
    중심에 제2 중공부(V2)가 형성되고, 내주부에 스플라인 톱니 형성돌기(237)가 규칙적으로 돌출 형성되고, 상기 제1 다이블럭(210)의 하부에 구비되는 제2 압출다이(230)와,
    상기 제2 압출다이(230)의 하부에 구비되며, 스플라인 톱니가 외부에 형성된 제품이 관통하는 제3 공동부(V3)가 형성된 제3 다이블럭(250),
    으로 구성되고,

    상기 제2 압출다이(230)는,
    중심에 제2 공동부(V2)가 형성된 중공 원통상의 몸체(230a)와,
    상기 제2 공동부(V2)의 상부를 형성하는 상부 내주부(231)과,
    상기 상부 내주부(231)보다 작은 직경을 가지며, 상기 제2 공동부(V2)의 하부를 형성하는 하부 내주부(235)와,
    상기 상부 내주부(231)의 하측원과 상기 하부 내주부(235)의 상측원을 연결하며 아래로 가면서 직경이 작아지는 테이퍼부(233)와,
    상기 하부 내주부(235)에 형성되는 스플라인 톱니 형성돌기(237),
    로 구성되고,

    상기 제1 다이블럭(210)과 제2 압출다이(230)와 제3 다이블럭(250)은 서로 분리 가능하게 별개로 형성된 후 결합되고,
    상기 제1 다이블럭(210)은 상부 블럭부(211)와 하부 블럭부(216)가 별개로 구성된 후 체결수단에 의해 상하로 결합되고,

    상기 상부 블럭부(211)는, 몸체의 중심에 제11 공동부(V11)이 형성되고, 하면 중심에 링형상의 제1 돌출환(211b)가 형성되고, 상기 제1 돌출환(211b)의 외측에 결합돌기가 4 ~8개가 돌출되며;

    상기 하부 블럭부(216)는, 몸체의 중심에 제12 공동부(V12)이 형성되고, 상면 중심에 상기 제1 돌출환(211b)에 내삽되는 링형상의 제2 돌출환(216c)가 형성되고, 상기 제2 돌출환(216c) 외측에 상기 제1 돌출환(211b)이 삽입되는 보조공동부(216b)가 형성되고, 상면 외측에 상기 결합돌기가 삽입되는 결합홀(216a)이 4 ~8개가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 금형.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 자동차 조향장치용 스플라인 장축을 전방 압출로 제조하되,
    상기 전방 압출에 의하여 상하 전역에 스플라인 톱니가 형성된 제1 성형체(P1)를 제조하는 단계와;
    상기 제1 성형체(P1)의 일측을 절삭가공하여 톱니를 제거하여 진원부를 형성하는 단계를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 성형체(P1)의 길이(L)는 30 cm ~ 70 cm 인 것을 특징으로 하는 자동차 조향장치용 스플라인 장축 제조 방법.
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