KR101483235B1 - 프레스 금형에 의한 프라이머리 피스톤의 버프리 정밀가공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레스 금형에 의한 프라이머리 피스톤의 버프리 정밀가공 방법에 관한 것이고, 구체적으로 프레스 금형에 의한 프레스 공정을 통하여 프라이머리 피스톤의 홀의 가공 과정에서 버(burr)가 발생되지 않도록 하면서 생산 효율이 향상될 수 있도록 하는 프레스 금형에 의한 프라이머리 피스통의 버프리 정밀가공방법에 관한 것이다. 자동차 마스터 실린더에 적용되는 프라이머리 피스톤의 정밀가공 방법은 펀치 다이(11) 및 홀 펀치(12를 가진 프레스 금형(10)을 준비하는 단계; 프라이머리 피스톤의 가공물(M)이 고정된 콜렛 척(collect chuck)(21)을 가진 프레스 가공 장치(20)를 준비하는 단계; 콜렛 척(collect chuck)(21)을 전진시켜 펀치 다이(11)에 밀착시키고 가공물(M)의 표면에 경사진 방향으로 테이퍼 펀치 장치로 사선 홀을 가공하는 단계; 홀 펀치(12)로 가공물(M)의 표면에 수직이 되는 방향으로 둘레 면을 따라 홀을 가공하는 단계; 및 브러시로 프라이머리 피스톤의 가공물(M)의 외경에 발생된 버(burr)를 제거하는 단계를 포함하고, 상기 콜렛 척(21)은 조임(clamping) 및 해제(un-clamping)의 반복에 의하여 펀치 다이(11)에 밀착되고 그리고 콜렛 척(21)은 회전 모터(22)에 의하여 정회전 또는 역회전이 되고 그에 따라 분할된 각으로 홀 펀치(12)에 의하여 홀이 가공된다.

Description

프레스 금형에 의한 프라이머리 피스톤의 버프리 정밀가공 방법{Method of Burr Free Precision Processing for Primary Piston with Press Metallic Mold}

본 발명은 프레스 금형에 의한 프라이머리 피스톤의 버프리 정밀가공 방법에 관한 것이고, 구체적으로 프레스 금형에 의한 프레스 공정을 통하여 프라이머리 피스톤의 홀의 가공 과정에서 버(burr)가 발생되지 않도록 하면서 생산 효율이 향상될 수 있도록 하는 프레스 금형에 의한 프라이머리 피스통의 버프리 정밀가공방법에 관한 것이다.

자동차 공학에서, 마스터 실린더(master cylinder)는 외부에서 가해지는 기계적 힘(브레이크 페달에 가해지는 힘)을 유압(hydraulic pressure)으로 변환하는 제어 장치를 의미한다. 마스터 실린더의 작동에 의하여 내부에 형성된 보어(bore)를 따라 이동하는 2개의 피스톤에 의하여 유압이 발생되고 그리고 제어 장치는 마스터 실린더에 연결된 종속 실린더(slave cylinder)의 이동을 제어하게 된다. 마스터 실린더는 브레이크 시스템 및 클러치 시스템에 적용될 수 있고 도 4는 공지된 구조를 가지는 탠덤(tandem) 방식의 마스터 실린더의 예를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 마스터 실린더(40)는 내부에 보어(bore)가 형성된 원통 형상의 실린더 몸체(41) 내부에 프라이머리 피스톤(42)과 세컨더리 피스톤(43)이 서로 이격되어 상호 운동이 가능하도록 하는 구조를 가진다. 프라이머리 피스톤(42)과 세컨더리 피스톤(43) 사이에 형성되는 압축 공간에 압축 스프링(441)이 배치된 스템(44)이 설치되고 그에 의하여 프라이머리 피스톤(42)이 이동이 가능하게 된다. 다른 한편으로 세컨더리 피스톤(43)은 실린더 몸체(41)의 한쪽 끝에 설치되고 압축 스프링(431)이 배치된 스템(44)을 따라 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 프라이머리 피스톤(42)에 형성된 푸시 홀(421)에 푸시 로드(도시되지 않음)가 결합되어 프라이머리 피스톤(42)의 전후 이동이 유도될 수 있다.

오일 탱크(46)에 저장된 오일은 실린더 몸체(42)에 형성된 유입 포트(461, 462)를 통하여 실린더 몸체(41)의 내부로 유입될 수 있다. 내부로 유입된 오일은 프라이머리 피스톤(41)과 세컨더리 피스톤(42)의 상대적인 이동에 의하여 유압을 발생시키고 이로 인하여 예를 들어 디스크 브레이크가 작동되어 자동차의 제어가 가능하도록 한다.

마스터실린더의 제조와 관련된 선행기술로 특허공개번호 제2000-0037247호 ‘자동차용 마스터실린더 제조장치 및 제조방법’이 있다. 상기 선행기술은 마스터실린더 성형용 알루미늄 소재를 절단장치를 이용하여 일정 크기로 절단하는 소재절단단계; 절단된 소재가 전체적으로 구상화조직을 가짐과 동시에 액상과 고상이 균일하게 혼재되도록 유도 가열기를 이용하여 570~585℃로 가열하는 단계; 가열된 소재를 주입하기 위한 금형을 예열하고, 예열된 금형으로 가열된 소재를 주입하는 금형 예열 및 소재 주입 단계; 금형에 주입된 가열 소재를 프레스를 이용하여 성형할 때, 액상과 고상으로 혼합되어 있고 소재가 금형의 캐비티 내부에 충전될 때 0.45~1.5 m/s 속도로 가압하는 소재 가압 단계; 가압시 액상편석을 방지하기 위한 다단속도제어 방식을 응용하는 성형 단계; 프레스에 의해 성형된 제품을 5~10초 정도 가압하면서 응고시키고, 응고된 제품을 이젝터를 이용하여 취출하는 단계; 및 이젝터에 의해 취출된 제품을 냉각수에 넣어 급속 냉각시키는 급냉단계로 이루어진 자동차용 마스터실린더의 제조방법에 대하여 개시하고 있다.

마스터실린더와 피스톤의 제조와 관련된 다른 선행기술로 미국특허등록번호 US 6,494,040 "METHOD FOR MAKING A MASTER CYLINDER AND MASTER CYLINDER OBTAINED BY SAID METHOD"가 있다. 상기 선행기술은 신뢰할 수 있고 빠른 반응 능력을 가진 탠덤 방식의 마스터실린더의 제조방법에 대하여 개시하고 있다.

마스터 실린더의 제조와 관련된 다른 선행기술로 미국특허등록번호 US 7,866,155 'MASTER CYLINDER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME'가 있다. 상기 선행기술은 컵 실(cup seal)의 손상이 방지될 수 있도록 스트레스의 집중을 완화시킬 수 있는 마스터실린더의 제조방법에 대하여 개시하고 있다.

마스터 실린더의 내부에 설치되는 프라이머리 피스톤과 세컨더리 피스톤에 각각 제1 피스톤 홀 세트와 제2 피스톤 홀 세트가 설치되고 각각의 홀 세트는 피스톤의 둘레의 원주 방향을 따라 형성될 수 있다. 또한 홀 세트는 각각 16개가 될 수 있고 피스톤 둘레의 원주 방향을 따라 동일 간격으로 배치될 수 있다. 이와 같은 홀 세트의 각각의 홀은 예를 들어 머시닝 센터에서 가공될 수 있다. 그러나 머시닝 센터에서 홀 가공이 이루어지는 경우 홀 사이의 편차가 발생될 수 있고 다른 한편으로 제품의 균일성이 보장되기 어렵다는 문제점을 가진다.

선행기술은 프라이머리 또는 세컨더리 피스톤에 형성된 홀 세트의 가공 방법에 대하여 개시하지 않는다.

본 발명은 선행기술이 가진 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

본 발명의 목적은 프라이머리 피스톤의 홀 가공 과정에서 발생될 수 있는 밀림 현상과 버(burr)가 제거될 수 있도록 하는 프레스 금형에 의한 프라이머리 피스톤의 버프리 정밀가공 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 프라이머리 피스톤의 정밀 가공 방법은 펀치 다이 및 홀 펀치를 가진 프레스 금형을 준비하는 단계; 프라이머리 피스톤의 가공물이 고정된 콜렛 척(collect chuck)을 가진 프레스 가공 장치를 준비하는 단계; 콜렛 척(collect chuck)을 전진시켜 펀치 다이에 밀착시키고 가공물의 표면에 경사진 방향으로 테이퍼 펀치 장치로 사선 홀을 가공하는 단계; 홀 펀치로 가공물의 표면에 수직이 되는 방향으로 둘레 면을 따라 홀을 가공하는 단계; 및 브러시로 프라이머리 피스톤의 가공물(M)의 외경에 발생된 버(burr)를 제거하는 단계를 포함하고, 상기 콜렛 척은 조임(clamping) 및 해제(un-clamping)의 반복에 의하여 펀치 다이에 밀착되고 그리고 콜렛 척은 회전 모터에 의하여 정회전 또는 역회전이 되고 그에 따라 분할된 각으로 홀 펀치에 의하여 홀이 가공된다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 테이퍼 펀치 장치는 프레스 금형에 부착된다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 홀 펀치는 홀 가공을 위한 펀치 기준 홀을 가진다.

본 발명에 따른 제조방법은 마스터 실린더의 피스톤 제조과정에서 발생되는 과도한 가공 시간, 가공 부위의 버(burr)의 발생으로 인한 생산성의 저하 및 가공 설비에 대한 투자비용의 상승에 따른 문제가 해결될 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 제조방법은 CNC 가공에 의한 1차, 2차 및 3차의 15홀 가공 공정과 4차 80도 사선 홀 가공으로 구성되어 있어 공정이 복잡하면서 홀 가공 부위 버(burr) 현상으로 인하여 다시 인력이 투입되어 버를 제거하여야 하는 문제점이 해결되도록 한다는 장점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 방법은 하나의 프레스 설비를 이용하여 홀이 가공될 수 있도록 하는 것에 의하여 금형 개발을 통한 공정 시간의 단축되도록 하고 생산성이 향상되도록 하면서 품질이 향상될 수 있도록 한다는 이점을 가진다.

도 1a는 본 발명에 따른 방법에 적용되는 프레스 금형의 실시 예에 대한 정면도 및 측면도를 도시한 것이다.
도 1b는 본 발명에 따른 방법이 적용되는 테이퍼 펀치 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 방법에 적용되는 프레스 가공 장치의 실시 예에 대한 정면도를 도시한 것이다.
도 2b는 본 발명에 따른 방법이 적용되는 프레스 가공 장치의 실시 예에 대한 평면도를 도시한 것이다.
도 2c는 본 발명에 따라 프레스 금형에서 가공물이 펀치 다이에 밀착되는 과정에 대한 실시 예를 도시한 것이다.
도 2d는 콜렛 척에 의하여 가공물이 고정되어 홀이 가공되는 위치에 대한 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법에 의하여 가공된 프라이머리 피스톤의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 공지의 마스터 실린더의 실시 예를 도시한 것이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 동일 또는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.

본 발명에 따른 자동차 마스터 실린더에 적용되는 프라이머리 피스톤의 정밀가공 방법은 펀치 다이(11) 및 홀 펀치(12)를 가진 프레스 금형(10)을 준비하는 단계; 프라이머리 피스톤의 가공물(M)이 고정된 콜렛 척(collect chuck)(21)을 가진 프레스 가공 장치(20)를 준비하는 단계; 콜렛 척(collect chuck)(21)을 전진시켜 펀치 다이(11)에 밀착시키고 가공물(M)의 표면에 경사진 방향으로 테이퍼 펀치 장치로 사선 홀을 가공하는 단계; 홀 펀치(12)로 가공물(M)의 표면에 수직이 되는 방향으로 둘레 면을 따라 홀을 가공하는 단계; 및 브러시로 프라이머리 피스톤의 가공물(M)의 외경에 발생된 버(burr)를 제거하는 단계를 포함하고, 상기 콜렛 척(21)은 조임(clamping) 및 해제(un-clamping)의 반복에 의하여 펀치 다이(11)에 밀착되고 그리고 콜렛 척(21)은 회전 모터(22)에 의하여 정회전 또는 역회전이 되고 그에 따라 분할된 각으로 홀 펀치(12)에 의하여 홀이 가공된다.

아래에서 구체적으로 설명된다.

도 1a는 본 발명에 따른 방법에 적용되는 프레스 금형의 실시 예에 대한 정면도 및 측면도를 도시한 것이다.

본 발명에 따른 제조 방법은 프레스 가공에 기초하고 구체적으로 프레스 금형에 의한 펀칭 가공(punching working) 또는 피어싱(piercing working)에 의하여 진행될 수 있다. 프레스 금형은 프레스 금형(10)이 되고 그리고 가공물(M)은 프레스 가공 장치(20)를 이용하여 프레스 금형(10)에서 가공이 될 수 있다. .

프레스 금형(10)은 프라이머리 피스톤의 가공물이 고정될 수 있는 펀치 다이(11) 및 펀치 다이(11)에 고정된 가공물에 홀을 가공하기 위한 홀 펀치(12)를 포함할 수 있다. 추가로 아래에서 설명되는 것처럼 프레스 금형(10)은 테이퍼 펀칭 장치를 포함할 수 있다. 펀치 다이(11)는 적어도 하나가 될 수 있고 펀치 다이(11)는 고정이 되는 프라이머리 피스톤의 가공물을 고정할 수 있는 적절한 형상을 가질 수 있고 가공물이 수평 방향으로 고정될 수 있도록 설치될 수 있다.

홀 펀치(12)는 펀칭 공정 또는 피어싱 공정을 위한 것으로 상하 방향으로 이동 가능하도록 설치될 수 있고 펀치 다이(11)에 고정된 가공물에 홀을 가공할 수 있는 위치에서 설치될 수 있다. 홀 펀치(12)는 상하 또는 좌우 방향으로 이동될 수 있도록 설치될 수 있지만 정해진 위치에서 상하 방향으로 이동되도록 설치될 수 있다. 이와 같이 홀 펀치(12)의 좌우 방향의 이동 제한은 가공물의 둘레 면을 따라 균일한 위치에 홀이 형성될 수 있도록 하면서 이와 동시에 생산향의 향상에 기여될 수 있도록 한다는 이점을 가진다.

일반적으로 프라이머리 피스톤에 16개의 홀이 형성될 수 있고 15개는 둘레 면에 대하여 수직으로 형성되고 나머지 하나는 둘레 면에 대하여 예를 들어 80도의 각을 이루는 사선 홀이 될 수 있다. 본 발명에 따른 방법에서 홀 펀치(12)에 의하여 15개의 홀이 가공되고 그리고 나머지 하나의 사선 홀은 테이퍼 펀치 장치에 의하여 가공될 수 있다. 테이퍼 펀치 장치는 아래에서 다시 설명이 된다.

펀치 다이(11)는 지지 부재(13)에 고정될 수 있고 그리고 지지 부재(13)는 다이 홀더(14)에 설치될 수 있다. 또한 다이 홀더(14)는 베이스(F)에 고정되어 프레스 금형(10)이 안정적으로 고정될 수 있도록 한다. 그리고 베이스(F)에 고정된 프레임 부재(15)에 의하여 펀치 다이(11)를 고정하는 장치와 홀 펀치(12)의 이동을 위한 장치가 안정적으로 고정 또는 이동될 수 있다.

도 1a에 도시된 것처럼, 펀치 다이(11)의 위쪽에 펀치 가이드(18)가 설치되어 홀 펀치(12)가 상하 방향으로 일정한 위치로 이동이 될 수 있도록 한다. 그리고 펀치 가이드(18)는 예를 들어 선형 가이드와 같은 유도 가이드(16)를 따라 상하로 이동될 수 있고 그리고 유도 가이드(16)의 위쪽은 고정 홀더(17)에 고정될 수 있다. 제시된 실시 예에서 하나의 펀치 다이(11)가 설치된 실시 예가 제시되어 있지만 필요에 따라 다수 개의 홀 펀치(12)가 설치될 수 있다. 그리고 홀 펀치(12)에 대응되는 다수 개의 펀치 다이(11)가 형성될 수 있다. 만약 다수 개의 홀 펀치(12)가 설치가 된다면 홀 펀치(12)는 하나의 펀치 가이드(18)의 이동에 따라 상하로 동시에 이동되고 이에 따라 다수 개의 펀치 다이(11)에 고정된 가공물에 홀이 동시에 가공될 수 있다.

프레스 금형(10)은 펀치 다이(11)에 가공물을 고정하기 위한 다양한 고정 장치를 포함할 수 있고 그리고 홀 펀치(12) 또는 펀치 가이드(18)의 구동을 위한 다양한 구동 장치를 포함할 수 있다. 본 발명은 이와 같은 다양한 고정 장치 또는 구동 장치에 의하여 제한되지 않는다.

도 1b는 본 발명에 따른 방법이 적용되는 테이퍼 펀치 장치의 실시 예를 도시한 것이다.

도 1b를 참조하면, 테이퍼 펀치 장치(12a)는 펀치 다이(11)에 고정된 가공물(M)에 사선 홀을 가공할 수 있도록 설치될 수 있다. 테이퍼 펀치 장치(12a)는 홀 펀치(12)와 동일 또는 유사한 홀 가공이 가능한 가공 핀(121)을 가질 수 있다. 가공 핀(121)은 전후로 이동될 수 있고 예를 들어 공기압 또는 유압에 의하여 전후로 이동되면서 사선 홀을 가공할 수 있다. 도 1b에서 가공물(M)에 해당되는 프라이머리 피스톤은 가이드 유닛(112)에 의하여 유도되어 펀치 다이(11)에 고정될 수 있고 가공 핀(121)에 의하여 사선 홀이 가공될 수 있다. 테이퍼 펀치 장치(12a)는 프레스 금형(10)에 부착되거나 아래에서 설명되는 프레스 가공 장치에 부착될 수 있다. 필요에 따라 사선 홀은 별도의 공정으로 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 방법에서 아래에서 설명이 되는 방법으로 가공물이 펀치 다이(11)에 밀착이 되면 먼저 테이퍼 펀치 장치(12a)에 의하여 사선 홀이 가공될 수 있다. 이후 가공 핀(121)에 의하여 15개의 홀이 차례대로 가공되어 프라이머리 피스톤의 16개의 홀이 완성될 수 있다. 다양한 방법으로 사선 홀이 형성될 수 있고 반드시 사선 홀이 먼저 형성되어야 하는 것은 아니며 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

펀치 다이(11)에 가공물을 고정하기 위한 장치가 아래에서 설명이 된다.

도 2a는 본 발명에 따른 방법에 적용되는 프레스 가공 장치의 실시 예에 대한 정면도를 도시한 것이고, 도 2b는 본 발명에 따른 방법이 적용되는 프레스 가공 장치의 실시 예에 대한 평면도를 도시한 것이고, 도 2c는 본 발명에 따라 프레스 금형에서 가공물이 펀치 다이에 밀착되는 과정에 대한 실시 예를 도시한 것이고 그리고 도 2d는 콜렛 척에 의하여 가공물이 고정되어 홀이 가공되는 위치에 대한 실시 예를 도시한 것이다.

도 2a를 참조하면 및 도 2b를 참조하면, 프레스 가공 장치(20)는 프라이머리 피스톤의 가공물(M)이 고정되는 콜렛 척(collect chuck)(21), 한쪽 끝에 콜렛 척(21)이 고정되고 좌우 이동 및 회전이 가능한 조절 실린더(25)를 포함할 수 있다. 콜렛 척(21)은 가공물(M)을 고정할 수 있는 적절한 형상을 가질 수 있고 조절 실린더(25)는 콜렛 척(21)이 고정될 수 있는 임의의 형상을 가질 수 있다. 조절 실린더(25)는 예를 들어 서보 모터와 같은 회전 모터(22)에 의하여 회전될 수 있고 그리고 이동 모터(23)에 의하여 좌우 방향으로 이동될 수 있다. 구체적으로 조절 실린더(25)의 길이 방향으로 일정한 위치에 회전 롤러(222)가 설치되고 그리고 회전 모터(22)의 축에 조절 롤러(221)가 결합될 수 있다. 조절 실린더(25)는 회전 롤러(222)에 의하여 회전 가능하도록 고정되고 그리고 조절 롤러(221)와 회전 롤러(222)는 예를 들어 벨트 또는 체인과 같은 동력 전달 수단(223)에 의하여 연결될 수 있다. 회전 모터(22)는 예를 들어 회전각이 제어될 수 있는 서보 모터 또는 스텝 모터와 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 필요에 따라 회전 모터(22)의 회전각과 회전 롤러(222)의 회전각 사이의 비율을 조절하기 위한 예를 들어 감속 기어와 같은 조절 수단이 설치될 수 있다.

회전 모터(22)의 회전각은 조절 롤러(221)를 경유하여 회전 롤러(222)로 전달될 수 있고 이에 따라 조절 실린더(25), 콜렛 첫(21) 및 가공물(M)이 차례대로 정해진 각만큼 회전될 수 있다. 이와 같은 조절 실린더(25) 및 그에 따른 가공물(M)의 회전은 가공물(M)의 둘레 면을 따라 홀을 가공하기 위한 것이다.

콜렛 척(21)의 한쪽 끝에 고정된 가공물(M)은 조절 실린더(25)의 좌우 이동에 따라 도 1a 및 도 1b에서 설명된 펀치 다이에 고정될 수 있다. 조절 실린더(25)의 다른 한쪽에 이동 모터(23)가 설치될 수 있고 이동 모터(23)와 조절 실린더(25) 사이에 클램프 스톱 바(232)가 설치될 수 있다. 클램프 스톱 바(232)는 조절 실린더(25)의 다른 끝과 연결 및 분리가 가능한 구조로 설치될 수 있다. 다른 한편으로 이동 모터(23)의 축에 플로팅 조인트(231)가 설치될 수 있고 그리고 플로팅 조인트(231)는 클램프 스톱 바(232)와 연결될 수 있다. 클램프 스톱 바(232)에 의하여 조절 실린더(25) 또는 콜렛 척(21)의 이동 거리가 조절될 수 있고 그리고 플로팅 조인트(231)와 연결되는 것에 의하여 조절 실린더(25)의 회전에 관계없이 이동 모터(23)와 연결 상태를 유지할 수 있다. 다른 한편으로 조절 실린더(25)의 아래쪽에 이동 가이드(26)가 설치되어 이동 모터(23)의 회전에 의하여 전후방으로 이동될 수 있다. 조절 실린더(25) 및 회전 모터(22)는 이동 가이드(26)에 고정되어 함께 이동될 수 있다.

이동 모터(23)가 구동되면 이동 가이드(26)가 전방으로 이동될 수 있고 이에 따라 조절 실린더(25) 및 회전 모터(22)가 전방으로 이동될 수 있다. 그리고 가공물(M)이 제1 프레스 금형(10)에 설치된 펀치 다이에 고정될 수 있다.

도 2c를 참조하면, 콜렛 척(21)에 고정된 가공물(M)은 펀치 다이(11)에 고정될 수 있다. 가공물(M)은 펀치 다이(11)에 대하여 단면 직각을 유지하도록 고정될 수 있고 예를 들어 클렛 척(21)의 조임(clamping)과 해제(un-clamping)를 반복하는 것에 의하여 펀치 다이(11)의 내부에 설치된 펀치 가이드 베어링과 같은 가이드 유닛(112)의 면에 밀착될 수 있다. 펀치 다이(11)에 가공물(M)이 고정되면 유도 가이드(18)를 따라 홀 펀치(12)가 상하로 이동되면서 홀을 가공할 수 있다.

도 2d에 도시된 것처럼, 펀치 다이(11)는 프레스 금형의 조립 과정에서 상대적인 위치가 결정될 수 있도록 하는 위치 결정 홀(114)을 가질 수 있다. 위치 결정 홀(114)에 의하여 펀치 다이(11)가 프레스 금형에 조립되면 홀 펀치는 정확하게 펀치 기준 홀(113)에 위치하게 된다. 그리고 펀치 가이드 베어링과 같은 가이드 유닛(112)을 따라 가공물이 유도될 수 있다. 가공물은 가이드 유닛(112)에 밀착되어 홀 펀치에 대하여 수직을 유지하게 된다. 이후 홀 펀치의 상하 이동에 의하여 홀이 가공될 수 있다.

프라이머리 피스톤에서 요구되는 16개의 홀 가공을 위하여 먼저 위에서 설명된 것과 같이 테이퍼 펀칭 장치에 의하여 사선 홀이 가공된다. 이후 나머지 15개의 홀의 가공을 위하여 서보 모터와 같은 회전 모터(22)는 조절 실린더(25)를 22.5도씩 회전시켜 가공물(M)의 둘레 면을 따라 홀을 가공하게 된다. 조절 실린더(25)는 정회전 또는 역회전이 될 수 있고 각각의 홀은 조절 실린더의 정회전 또는 역회전에 따라 홀 펀치(12a)에 의하여 가공물(M)의 둘레 면을 따라 형성될 수 있다. 콜렛 척(21)의 역회전 또는 정회전에 의하여 가공물(M)에 차례대로 홀이 가공될 수 있고 예를 들어 살 밀림과 같은 내경의 버(burr)가 발생되지 않으면서 홀이 가공될 수 있다.

1개의 사선 홀 및 15개의 홀을 합하여 16개 홀로 이루어지는 홀 세트가 완성되면 다시 조절 실린더(25)는 이동 모터(23)의 회전에 의하여 뒤쪽으로 이동될 수 있다. 이후 홀 세트가 형성된 가공물은 외경 마무리 장치(24)로 이송될 수 있다. 외경 마무리 장치(24)는 홀 작업을 위한 위치 또는 브러시 위치의 결정을 위한 장치를 가질 수 있고 그리고 외경 마무리 장치(24)에서 홀의 외경이 브러시에 의하여 알 형상으로 가공되어 외경 버(burr)가 없이 가공될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 방법에 의하여 제조된 프라이머리 피스톤의 홀의 형상에 대한 실시 예를 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 프라이머리 피스톤(30)의 몸체 앞쪽에 둘레 면을 따라 홀 세트가 형성될 수 있다. 홀 세트는 15개의 둘레 면에 대하여 수직이 되는 수직 홀(31) 및 둘레 면에 대하여 예를 들어 80도의 각을 이루는 사선 홀(32)로 이루어질 수 있다. 홀 세트의 버(burr)는 주로 몸체와 홀의 경계면의 위쪽 또는 아래쪽에 형성될 수 있다. 본 발명에 따르면, 아래쪽 부분에 형성될 수 있는 버는 조절 실린더의 정회전 또는 역회전에 의한 홀의 가공에 의하여 방지될 수 있다. 다른 한편으로 위쪽 부분에 형성된 버는 브러시에 의한 미세 라운드 형성 고정에 의하여 제거될 수 있다.

위에서 설명한 것처럼, 본 발명에 따르면 콜렛 척에 의하여 펀치 다이에 가공물을 견고하게 고정시키는 것에 의하여 프레스 가공에서 발생될 수 있는 밀림 현상이 방지될 수 있도록 한다. 또한 홀 세트의 각각의 홀을 정회전과 역회전에 의하여 형성하고 그리고 브러시에 의하여 후가공을 하는 것에 의하여 버가 발생되지 않도록 한다.

본 발명에 따른 제조방법은 마스터 실린더의 피스톤 제조과정에서 발생되는 과도한 가공 시간, 가공 부위의 버(burr)의 발생으로 인한 생산성의 저하 및 가공 설비에 대한 투자비용의 상승에 따른 문제가 해결될 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 제조방법은 마스터 실린더의 피스톤 제조과정에서 발생되는 과도한 가공 시간, 가공 부위의 버(burr)의 발생으로 인한 생산성의 저하 및 가공 설비에 대한 투자비용의 상승에 따른 문제가 해결될 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 제조방법은 CNC 가공에 의한 1차, 2차 및 3차의 15홀 가공 공정과 4차 80도 사선 홀 가공으로 구성되어 있어 공정이 복잡하면서 홀 가공 부위 버(burr) 현상으로 인하여 다시 인력이 투입되어 버를 제거하여야 하는 문제점이 해결되도록 한다는 장점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 방법은 하나의 프레스 설비를 이용하여 홀이 가공될 수 있도록 하는 것에 의하여 금형 개발을 통한 공정 시간의 단축되도록 하고 생산성이 향상되도록 하면서 품질이 향상될 수 있도록 한다는 이점을 가진다.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 프레스 금형 20: 프레스 가공 장치
11: 펀치 다이 12: 홀 펀치
12a: 테이퍼 펀치 장치 13: 지지 부재
14: 다이 홀더 15: 프레임 부재
16: 유도 가이드 17: 고정 홀더
18: 펀치 가이드 21: 콜렛 척
22: 회전 모터 23: 이동 모터
24: 외경 마무리 장치 25: 조절 실린더
26: 이동 가이드
30: 프라이머리 피스톤 31: 수직 홀
32: 사선 홀
111: 스톱 바 가이드 112: 가이드 유닛
113 펀치 기준 홀 114: 위치 결정 홀
221: 조절 롤러 222: 회전 롤러
223: 동력 전달 수단 231: 플로팅 조인트
232: 클램프 스톱 바

Claims (3)

1. 자동차 마스터 실린더에 적용되는 프라이머리 피스톤의 정밀가공 방법에 있어서,
   펀치 다이(11) 및 홀 펀치(12)를 가진 프레스 금형(10)을 준비하는 단계;
   프라이머리 피스톤의 가공물(M)이 고정된 콜렛 척(collect chuck)(21)을 가진 프레스 가공 장치(20)를 준비하는 단계;
   콜렛 척(collect chuck)(21)을 전진시켜 펀치 다이(11)에 밀착시키고 가공물(M)의 표면에 경사진 방향으로 테이퍼 펀치 장치로 사선 홀을 가공하는 단계;
   홀 펀치(12)로 가공물(M)의 표면에 수직이 되는 방향으로 둘레 면을 따라 홀을 가공하는 단계; 및
   브러시로 프라이머리 피스톤의 가공물(M)의 외경에 발생된 버(burr)를 제거하는 단계를 포함하고,
   상기 콜렛 척(21)은 조임(clamping) 및 해제(un-clamping)의 반복에 의하여 펀치 다이(11)에 밀착되고 그리고 콜렛 척(21)은 회전 모터(22)에 의하여 정회전 또는 역회전이 되고 그에 따라 분할된 각으로 홀 펀치(12)에 의하여 홀이 가공되고,
   상기 가공물(M)은 조절 실린더(25)의 좌우 이동에 따라 펀치 다이(11)에 고정되고, 상기 회전 모터(22)의 회전각은 조절 롤러(221)를 경유하여 회전 롤러(222)로 전달되어 조절 실린더(25), 콜렛 척(21) 및 가공물(M)이 차례대로 정해진 각만큼 회전될 수 있고, 상기 조절 실린더(25)의 다른 한쪽에 이동 모터(23)가 설치되고, 상기 이동 모터(23)와 조절 실린더(25) 사이에 콜렛 척(21)의 이동 거리를 조절하기 위한 클램프 스톱 바(232)가 설치되고 그리고 클램프 스톱 바(232)에 플로팅 포인트(231)가 연결되어 조절 실린더(25)의 회전에 관계없이 이동 모터(23)와 연결 상태가 유지되는 것을 특징으로 하는 프레스 금형에 의한 프라이머리 피스톤의 버프리 정밀가공 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 테이퍼 펀치 장치는 프레스 금형(10)에 부착되는 것을 특징으로 하는 프레스 금형에 의한 프라이머리 피스톤의 버프리 정밀가공 방법.
3. 청구항 1에 있어서, 홀 펀치(12)는 홀 가공을 위한 펀치 기준 홀(113)을 가지는 것을 특징으로 하는 프레스 금형에 의한 프라이머리 피스톤의 버프리 정밀 가공 방법.

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