KR101515358B1

KR101515358B1 - 롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치 및 롱비트 소켓 제조방법

Info

Publication number: KR101515358B1
Application number: KR1020130153122A
Authority: KR
Inventors: 김관섭
Original assignee: (주)한영지에스티
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2015-04-28

Abstract

본 발명은 롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치 및 롱비트 소켓 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치는 일단부 내측에 다각 소켓홈이 형성된 강관으로부터 롱비트 소켓을 성형하기 위한 스웨이징 장치에 있어서, 강관의 일단부를 고정하는 슬리브;와, 강관의 타단부 외주면에 가압력을 제공하여 스웨이징 성형하는 스웨이징 다이스를 포함하며, 상기 슬리브에는 강관의 소켓홈에 대응하는 다각 삽입축이 형성되어 강관이 슬리브측에 고정되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치 및 롱비트 소켓 제조방법 {SWAGING APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE LONG BIT SOCKET}

본 발명은 롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치 및 롱비트 소켓 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스웨이징(swaging) 성형공법을 이용하여 롱비트 소켓의 가공 과정과 시간을 줄이고, 소켓부와 생크부를 일체로 성형함으로써 동심도 향상, 내구성 향상 및 제조 수율을 향상시키며, 저렴한 비용으로 대량생산이 가능한 롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치 및 롱비트 소켓 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 롱비트 소켓과 같은 회전 공구용 소켓은, 원통 형상의 소켓부의 후단에, 회전 공구의 척에 파지시키기 위한 작은 직경의 고정샤프트를 갖고, 선단에는 볼트·너트 머리에 끼워 맞춰지는 육각 형태의 소켓홈을 갖는다.

예를 들면, 특허문헌 1에는, 도 1에서 도시하는 바와 같이 「축 방향 일단측에 전동 드라이버나 에어 드라이버와 같은 회전 공구 장착용 고정샤프트(2)를 구비하고, 타단측에 너트나 볼트 머리를 삽입 고정하는 소켓홈(3)을 갖는 소켓부(4)를 구비한 회전 공구용 소켓(1)에 있어서, 상기 고정샤프트(2)와 소켓부(4)는 별도의 몸체로 구성하고, 고정샤프트(2)는 내마모성 및 인성(靭性)을 갖는 고합금 강재로 하며, 소켓부(4)는 내마모성 고합금 강재로 함과 더불어, 고정샤프트(2)를 소켓부(4)에 끼워 넣어 결합하는 것을 특징으로 하는 회전 공구용 소켓」에 관한 발명이 개시되어 있다.

특허문헌 2에는, 「소켓부의 기단에 회전 공구의 출력부에 착탈 가능하게 결합하는 다각형 고정샤프트가 부착된 소켓의 제조 방법에 있어서, 소켓부는 알루미늄 혹은 알루미늄 합금재로 형성되고, 다각형 고정샤프트는 강재로 형성되며, 이 소켓부에 기단을 돌출 상태로 하여 상기 고정샤프트를 삽입 고정할 수 있는 장착구멍을 형성하고, 이 장착구멍에 상기 고정샤프트를 삽입할 때, 고정샤프트가 압입 상태로 삽입되어 상기 소켓부에 잔류 응력이 발생하는 구멍 직경으로 하지 않고, 이 장착구멍을 고정샤프트의 치수에 대해 러프 치수가 되는 구멍 직경으로 설정하여, 이 러프 치수로 설정한 장착구멍에 고정샤프트를 삽입 배치하며, 이 소켓부에 상기 장착구멍의 구멍축 방향 및 외주 방향으로부터 외압을 가하여, 소켓부에 소성 유동을 발생시키게 하여 고정샤프트를 장착구멍 내에 압착 고정시키는 것을 특징으로 하는 고정샤프트가 부착된 소켓의 제조 방법」에 관한 발명이 개시되어 있다.

또, 특허문헌 3에는, 「축 방향 후단에 이 축 방향과 평행한 구멍축선의 축부 끼워 붙임 구멍을 갖는 소켓부와, 이 소켓부의 상기 축부 끼워 붙임 구멍(1a)에 끼워 붙여져 고정되어 뒤쪽으로 연장되는 고정샤프트를 가지며, 상기 축부 끼워 붙임 구멍과 상기 고정샤프트의 끼워 맞춤을 선단과 후단에서 변화시킴으로써, 상기 소켓부와 상기 고정샤프트의 상기 축부 끼워 붙임 구멍에 있어서의 끼워 붙임 고정 후의 체결 여유를, 상기 축부 끼워 붙임 구멍의 후단측에서는 작게 하고 선단측에서는 커지도록 설정하여, 끼워 붙임 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 공구용 소켓」에 관한 발명이 개시되어 있다.

하지만, 특허문헌 1 ~ 3에 개시되어 있는 롱비트 소켓은, 소켓부와 고정샤프트가 별도의 분리된 몸체로 이루어지고, 회전 공구 고정용 고정샤프트가 소켓부의 결합부에 삽입되어 고정되는 조립구조를 갖는다.

종래에는 상기와 같은 소켓부는 소정길이로 절단한 환봉(丸棒)을 CNC(Computerized Numerical Control)를 통해 내경을 황삭 작업하고, 양단부에 소켓홈과 결합부를 프레스 가공한 다음, 외경을 황삭 가공하고, 이어서 내경과 외경을 정삭 가공하여 제조한다. 또한, 고정샤프트는 소정길이로 절단한 환봉을 프레스 가공을 통해 육각봉으로 성형하고, 양단부에 고정홈 및 결합부를 각각 성형하여 제조한 다음, 고정샤프트의 결합부를 소켓부의 결합부에 결합하여 사용한다.

그러나 상기와 같은 회전 공구용 소켓의 원자재 절삭 가공 방법은 철광석을 수입에 의존하고 있는 우리나라의 상황을 볼 때, 원자재 구입 및 절삭가공시의 원재료 손실에 따른 제조원가 상승과 더불어 내경 가공시간 등의 과다로 생산성이 저하되어 싼 가격으로 고품질의 제품을 공급할 수 없으며, 특히 절삭가공의 특성상 제품의 강도가 높지 않아 고속회전에 따른 비틀림 응력에 대한 내구성이 떨어져 소켓부의 크랙 및 파손이 발생되는 문제점이 있다.

또한, 공구 부착용 고정샤프트와 소켓부의 축 중심을 일치시키기가 어려우므로, 롱비트 소켓을 전동 공구에 장착하여 회전시켰을 때에는 소켓부가 편심 회전하게 되고, 소켓에 토크가 부하된 경우에는 공구 부착 축봉과 소켓 부재의 결합부위에 비틀림 응력이 집중되므로 조립부위에 유격이 발생하는 문제가 있다.

특허문헌 1. 일본 특허공개 평6-226651호 공보 특허문헌 2. 일본 특허공개 평9-248635호 공보 특허문헌 3. 일본 특허공개 2006-175523호 공보

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 롱비트 소켓의 가공 과정과 시간을 줄이고, 소켓부와 중공부 및 생크부를 일체로 성형함으로써 동심도 향상, 내구성 향상 및 제조 수율을 향상시키며, 저렴한 비용으로 대량생산이 가능한 롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치 및 롱비트 소켓 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 일단부 내측에 다각 소켓홈이 형성된 강관으로부터 롱비트 소켓을 성형하기 위한 스웨이징 장치에 있어서, 강관의 일단부를 고정하는 슬리브;와, 강관의 타단부 외주면에 가압력을 제공하여 스웨이징 성형하는 스웨이징 다이스를 포함하며, 상기 슬리브에는 강관의 소켓홈에 대응하는 다각 삽입축이 형성되어 강관이 슬리브측에 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 스웨이징 장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 스웨이징 다이스는 소켓홈이 형성된 강관의 일단부 외주면을 가압 또는 지지하여 소켓부를 성형하는 제1성형부와, 강관의 타단부 외주면을 가압하여 봉형태의 생크부를 성형하는 제3성형부 및, 강관의 중앙부분의 외주면을 축관하여 관형태의 중공부를 성형하는 제2성형부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 슬리브에는 강관의 내부로 삽입된 상태에서 중공부에 대응하는 강관의 내주면에 밀착 지지되어 중공홈을 형성하는 연장축이 마련되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스웨이징 다이스의 제1성형부와 제2성형부 및 제3성형부는 일체로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 목적은, 본 발명에 따라 롱비트 소켓 제조방법에 있어서, 강관 준비단계;와, 강관의 일단부 내측에 프레스 또는 스웨이징 가공으로 다각 소켓홈을 형성하는 전 가공단계; 및, 상기 다각 소켓홈이 형성된 강관의 외주면을 가압하는 스웨이징 다이스를 통해 롱비트 소켓의 소켓부와 중공부와 생크부를 각각 성형하는 스웨이징 단계;를 포함하며, 상기 스웨이징 단계는, 소켓홈이 형성된 강관의 일단부를 스웨이징 장치의 슬리브에 고정하는 단계;와, 스웨이징 다이스의 제1성형부로 강관의 일단부 외주면을 가압 또는 지지하여 소켓부를 형성하는 단계;와, 강관의 타단부를 스웨이징 다이스의 제3성형부로 축관하여 봉 형태의 생크부를 형성하는 단계;와, 강관의 일단부와 타단부 사이의 중앙부를 스웨이징 다이스의 제2성형부로 축관하여 소켓부보다 작은 외경의 관 형태의 중공부를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 롱비트 소켓 제조방법에 의해서도 달성될 수 있다.

여기서, 상기 스웨이징 단계는 제1성형부와 제2성형부 및 제3성형부가 일체로 구성된 하나의 스웨이징 다이스를 이용하여 상기 소켓부를 형성하는 단계와 생크부를 형성하는 단계와 중공부를 형성하는 단계를 동시에 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스웨이징 단계 후, 프레스 성형기를 이용해 상기 생크부를 다각축의 형태로 가공하고, 선삭기를 이용해 생크부의 외주면에 링형의 회전공구 체결용 걸림홈을 형성하는 후 가공단계;를 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 후 가공단계를 거쳐 제조된 롱비트 소켓을 조질처리(Q.T; Quenching & Tempering)하는 열처리단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 열처리단계 후 롱비트 소켓의 표면에 내식성 코팅층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 롱비트 소켓의 가공 과정과 시간을 줄이고, 소켓부와 중공부 및 생크부를 일체로 성형함으로써 동심도 향상, 내구성 향상 및 제조 수율을 향상시키며, 저렴한 비용으로 대량생산이 가능한 롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치 및 롱비트 소켓 제조방법이 제공된다.

도 1은 종래 롱비트 소켓의 부분 절개 사시도,
도 2는 본 발명 롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치의 단면도,
도 3은 본 발명 롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치에 따른 슬리브의 발췌사시도,
도 4는 본 발명에 사용되는 강관의 사시도,
도 5는 본 발명에 의해 제조되는 롱비트 소켓의 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 롱비트 소켓 제조방법의 공정 순서도
도 7 내지 도 11는 본 발명 롱비트 소켓 제조방법에 따른 공정별 가공상태를 나타내는 도면들이고,
도 12는 종래의 절삭 가공과 본 발명의 스웨이징 가공에 따른 금속 조직 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 롱비트 소켓 제조방법의 공정 순서도이고,
도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 롱비트 소켓 제조방법에 의해 제조된 롱비트 소켓의 사시도이다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

첨부도면 중 도 2는 본 발명 롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명 롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치의 슬리브의 발췌사시도이고, 도 4는 본 발명에 사용되는 강관의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 의해 제조되는 롱비트 소켓의 사시도이다.

도 2 내지 도 5에서 도시하는 바와 같이, 본 발명 롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치(10)는 성형대상물인 강관(S)의 일단부를 고정하는 슬리브(10)와, 강관(S)의 외주면에 접촉하여 강관(S)을 롱비트 소켓(100)의 형태로 성형하는 스웨이징 다이스(12) 및, 상기 스웨이징 다이스(12)의 외주면에서 축방향으로 이동하면서 스웨이징 다이스(12)에 가압력을 제공하는 스웨이징 해머(13)를 포함하여 구성된다.

상기 슬리브(11)는 강관(S)의 일단부를 지지하는 것으로, 선단부에 강관(S)의 다각 소켓홈(111)에 대응하는 다각 삽입축(11a)이 형성되고, 다각 삽입축(11a)의 선단부에는 강관(S)의 내부로 삽입되는 연장축(11b)이 형성된다. 특히, 본 실시예에 따른 슬리브(11)는 강관(S)의 다각 소켓홈(111)에 삽입되는 다각 삽입축(11a)이 형성되어 스웨이징 장치(10)의 구동수단으로부터 슬리브(11)로 제공되는 회전구동력을 강관(S)에 직접 전달할 수 있으므로, 종래와 같이 강관(S)의 외경을 가압하여 고정하는 고정척이 필요하지 않게 된다.

상기 스웨이징 다이스(12)는 일반적인 리세스 스웨이징 장치에 적용되는 다수의 단위조각으로 구성된 다이스의 형태로 이루어지며, 외주면에 형성된 경사면에는 축방향으로 이동하는 스웨이징 해머(13)가 배치되어 스웨이징 다이스(12)를 가압 또는 가압해제한다. 상기 스웨이징 해머(13)의 내주면에는 상기 스웨이징 다이스(12)의 경사면에 대응하는 경사면이 형성되고, 바깥테두리에는 실린더형 롤러(미도시)가 배치되어 롤러가 회전하면서 스웨이징 해머(13)를 타격하는 것에 의해 스웨이징 다이스(12)가 강관(S)을 롱볼트 소켓(100)의 외형을 갖도록 스웨이징 가공한다.

이러한 스웨이징 다이스(12)는 롱볼트 소켓(100)의 소켓부(110)의 외경에 대응하는 내경을 갖는 제1성형부(12a)와, 중공부(120)의 외경에 대응하는 내경을 갖는 제2성형부(12b) 및, 생크부(130)의 외경에 대응하는 내경을 갖는 제3성형부(12c)가 일체로 구성된다.

한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 슬리브(11)의 연장축(11b)은 중공부(120)의 중공홈(121)의 내주면에 밀착하도록 중공홈(121)의 내경에 대응하는 외경과, 중공홈(121)의 깊이에 대응하는 길이로 형성하는 것도 가능하다. 이와 같이 슬리브(11)의 연장축(11b)을 이용해 중공홈(121)의 내주면에 밀착되도록 하는 경우에는 롱비트 소켓(100)의 길이가 길어지더라도 소켓부(110)와 중공부(120) 및 생크부(130)의 동축도 관리가 용이한 이점을 제공한다.

이하에서는 상기와 같은 롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치를 이용하여 롱비트 소켓을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.

첨부도면 중 도 6은 본 발명에 따른 롱비트 소켓 제조방법의 공정 순서도이고, 도 7 내지 도 11은 본 발명 롱비트 소켓 제조방법에 따른 공정별 가공상태를 나타내는 도면들이다.

도 6에서 도시하는 바와 같이, 본 발명의 롱비트 소켓 제조방법은 강관(S) 준비단계(S110);와, 강관(S)의 일단부 내측에 소켓홈(111)을 형성하는 전 가공단계(S120);와, 강관이 롱비트 소켓의 외형을 갖도록 성형하는 스웨이징 단계(S130);와, 생크부(130)의 외관을 성형하는 후 가공단계(S140);와, 열처리 단계(S150); 및, 표면처리단계(S160);를 포함하여 구성된다.

상기 강관 준비단계(S110)는 제조하고자 하는 롱비트 소켓의 규격에 따라 도 7과 같이 강관(S)의 내경 및 외경을 선택한 다음 필요한 체적만큼 절단하거나, 강봉을 가공하여 필요한 외경 및 내경을 갖는 강관(S)으로 성형할 수 있다. 이러한 강관(S)은 롱비트 소켓의 소켓부(110)에 대응하는 외경과 소켓홈(111)에 대응하는 내경을 갖는 강관(S)을 선택하는 것이 바람직하다.

강관(S)의 재질은 열처리 성능이 보증된 재질이 적당하며, 강관(S)을 구성하는 조성물은 0.32~0.39wt% 탄소, 0.15~0.35wt% 규소, 0.55~0.9wt% 망간, 0.85~1.25wt% 크롬, 0.15~0.35wt% 몰리브덴, 0.03wt% 이하의 인, 황 및 잔량의 철을 포함하는 것이 바람직하다. 한편, 상기와 같은 강관(S)의 물성은 소성가공에 다소 적합하지 않더라도 스웨이징 공법으로 성형하는 과정에서 소재의 극심한 변형 중에 전단 크래킹에 의한 미세균열 등의 문제가 발생하지 않으므로, 스웨이징 공법을 통해 롱비트 소켓(100)을 일체로 성형하는 것이 가능하게 된다.

상기 전 가공단계(S120)는 도 8에서 도시하는 바와 같이 프레스 장치(미도시)에 강관(S)의 일단부를 고정하고, 강관(S)의 내부로 육각봉 형태의 맨드릴(미도시)을 밀어넣어 강관(S)의 일단부 내측에 너트 또는 볼트의 머리부분에 끼워 맞춰지는 육각모양의 소켓홈(111)을 형성한다. 이러한 소켓홈(111)은 너트 또는 볼트의 머리부분과 같은 체결수단을 회전시키기 위한 부분이므로 소켓홈(111)과 강관(S)의 중심축선이 일치되도록 한다.

한편, 본 실시예에서는 상기 소켓홈(111)이 프레스 가공에 의해 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 육각봉 형태의 맨드릴을 강관(S) 내에 삽입한 상태에서 스웨이징 장치를 이용해 강관(S)의 외경을 축관하여 소켓홈(111)을 형성하는 것도 가능하다.

상기 스웨이징 가공단계(S130)는 강관(S)의 일단부를 고정하는 강관(S) 고정단계(S131)와, 강관(S)의 일단부에 소켓부(110)를 성형하는 단계(S132)와, 강관(S)의 중앙부에 중공부(120)를 성형하는 단계(S133)와, 강관(S)의 타단부에 생크부(130)를 형성하는 단계(S134)로 구분될 수 있다.

상기 강관(S)을 고정하는 단계(S131)는 강관(S)의 일단부에 형성된 다각 소켓홈(111)을 스웨이징 장치의 슬리브(11)에 형성된 삽입축(11a)에 끼워넣어 강관(S)의 일단부가 슬리브(11)에 지지되도록 하는 것으로, 강관(S)의 일단부가 슬리브(11)에 고정되어 슬리브(11)와 함께 회전가능한 상태가 되도록 한 다음, 스웨이징 다이스(12)가 강관(S)의 외주면에 배치되도록 스웨이징 다이스(12)와 스웨이징 해머(13)를 세팅한다.(도 3 참조)

상기와 같이 스웨이징 장치(10)에 강관(S)의 세팅이 완료된 다음, 도 9에서 도시하는 바와 같이, 스웨이징 장치(10)를 구동하면 스웨이징 해머(13)가 슬리브(11)측 방향으로 이동하는 것과 동시에 실린더형 롤러(미도시)가 스웨이징 해머(13)의 후단을 반복적으로 가격하면서 스웨이징 다이스(12)가 강관(S)의 중심을 향해 가압력을 인가하게 된다. 이러한 과정에서 스웨이징 다이스(D)의 내주면 중에서 내경이 가장 작은 제3성형부(12c)가 강관(S)의 타단부 외주면에 접촉하여 생크부(130)에 대응하는 부분을 축관 성형한다.

이어서, 도 10에서 도시하는 바와 같이, 스웨이징 해머(13)가 연속하여 슬리브(11)측으로 이동하는 것에 의해 스웨이징 다이스(12)의 제2성형부(12b)가 강관(S)의 중앙부 외주면을 가압하여 중공부(120)에 대응하는 부분을 축관하면서 중공부(120)를 형성한다.

즉, 스웨이징 다이스(D)가 강관(S)의 중심을 향해 반복적인 힘을 가하게 되므로, 강관(S)의 중앙부분이 축중심방향으로 가압되어 스웨이징 다이스(D) 형상에 따라 소성변형을 일으키면서 소켓부(110)보다 외경이 작은 중공부(120)가 형성된다. 한편, 중공부(120)의 축관과정에서 중공부(120)의 내부에는 중공홈(121)이 형성된다.

또한, 상기 제2성형부(12b)에 의해 중공부(120)가 성형되는 과정에서, 상기 제3성형부(12c)는 강관(S)의 타단부를 추가로 축관하여 봉형의 생크부(130)를 형성한다.

한편, 제2성형부(12b)가 중공부(120)를 성형하는 과정에서 제1성형부(12a)는 소켓부(110)를 성형하게 되는데, 강관(S)의 외경이 소켓부(110)의 외경과 동일한 직경으로 선택되는 경우에는 제1성형부(12a)가 강관(S)의 일단부 외주면을 지지한 상태가 되며, 강관(S)의 외경이 소켓부(110)의 외경보다 큰 경우에는 제1성형부(12a)가 소켓부(110)의 외경을 축관하여 소켓부(110)를 성형한다.

상기와 같이 일체로 구성된 하나의 스웨이징 다이스(12)를 이용하여 강관(S)을 성형하는 경우, 소켓부(110)를 성형하는 단계(S132)와 중공부(120)를 성형하는 단계(S133)와 생크부(130)를 형성하는 단계(S134)가 동시에 진행되며, 이러한 롱비트 소켓(100)의 성형공정이 한 번에 동시에 이루어져 소켓부(110)와 중공부(120) 및 생크부(130)의 축중심선을 일치시킬 수 있으므로, 별도의 중심축선 정렬을 위한 교정단계를 수행하지 않아도 된다.

특히, 소켓부(110)와 중공부(120)와 생크부(130)가 동시에 하나의 스웨이징 다이(12)를 통해 성형되는 것이므로, 롱비트 소켓(100)의 길이가 길어지더라도 롱비트 소켓(100)의 일단부와 타단부의 중심축선이 서로 어긋나는 것이 방지된다.

한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 슬리브(11)의 연장축(11b) 선단부가 상기 중공홈(121)에 대응하는 외경 및 길이를 갖도록 형성하는 경우, 중공홈(121)의 내경을 정밀하게 성형하는 것과 동시에 중심축선 관리에 유리하게 작용하도록 하는 것도 가능하다.

한편, 일반 단조 성형은 단면감소율이 15~30%에 불과하여 강관(S)으로부터 중공부(120)와 생크부(130)를 일체로 성형하기 위해서는 반복적인 열처리과정을 거쳐야 할 뿐만 아니라 성형대상물을 성형 장치에 반복적으로 탈부착해야하므로 생크부(130)의 중심축선과 소켓부(110)의 중심축선을 일치시키기 어렵다. 그러나 상기와 같이 스웨이징 공법을 통해 성형하는 경우 단면감소율이 70%에 이르게 되므로 강관(S)의 일단부를 스웨이징 장치에 고정한 상태에서 소켓부(110)와 중공부(120)와 생크부(130)를 한 번에 성형하는 것이 가능하게 된다.

도 11에서 도시하는 바와 같이 상기 후 가공단계(S140)는 또한, 상기 스웨이징 단계(S130) 후, 프레스 성형기를 이용해 상기 생크부(130)를 다각축의 형태로 가공(S141)하고, 선삭기를 이용해 생크부(130)의 외주면에 링형의 회전공구 체결용 고정홈(131)을 형성(S142)하는 것으로서, 이러한 다각축(도면에는 육각축으로 도시되어 있음) 형태의 생크부(130)는 회전 공구의 다각형의 결합홈(미도시)에 삽입되어 회전력을 전달받고, 회전 공구의 결합홈 내에 마련된 볼 타입 스토퍼가 생크부(130)의 고정홈(131)에 삽입되면서 생크부(130)가 회전 공구로부터 임의로 이탈하는 것이 방지된다. 한편, 상기와 같은 후 가공단계(S140)에서는 생크부(130)를 육각봉 형태로 성형하고, 이후에 생크부(130)의 중심축선과 소켓홈(111)의 중심축선이 동일축선상에 배치되도록 교정함으로써, 후 가공단계에서 롱비트 소켓의 중심축선이 틀어지는 것을 방지한다.

상기 열처리단계(S150)는 상기 후 가공단계(S140)를 거쳐 롱비트 소켓의 형태로 가공된 대상물을 조질처리(Q.T; Quenching & Tempering)하여 로크웰 경도(Rockwall hardness) 값이 HRC 50 ~ 54가 되도록 한다. 이러한 열처리에 의해 경화된 롱비트 소켓은, 너트나 볼트와 같은 체결부재의 조임 또는 조임해제 작업시 비틀림 응력에 대한 내성이 증대되고 내구도가 향상된다.

이어, 상기 열처리단계(S150) 후에는 롱비트 소켓 형상의 대상물 표면에 도금을 통해 내식성 코팅층을 형성하는 표면처리 단계(S160)을 수행함으로써 롱비트 소켓의 내식성 및 제품의 외관품질을 향상시킨다.

상기 과정에 의해 제조된 본 발명의 일체형 롱비트 소켓과 종래 기술로 언급된 절삭가공에 의해 제조된 조립식 롱비트 소켓의 단류선을 비교하면, 종래 절삭가공에 의해 제조되는 조립식 롱비트 소켓의 단류선은 도 12의 (a)와 같이 절삭부위에서 끊어진 형태로 나타나는 반면, 본 발명의 일체형 롱비트 소켓의 단류선은 도 12의 (b)와 같이 외주면을 따라 끊어지지 않고 이어져 있음을 알 수 있다.

특히, 상기와 같이 소켓부(110)와 생크부(130)가 일체로 성형된 상태에서는, 생크부(130)를 회전 공구에 연결하여 볼트나 너트와 같은 체결부재의 조임 또는 조임해제 작업을 시행함에 있어 생크부(130)의 중심축선과 소켓부(110)의 중심축선이 일치되도록 가공할 수 있으므로 일치된 두 개의 중심축선이 임의로 어긋나는 것이 방지되어 소켓부(110)가 편심 회전하는 것을 방지하는 등 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 스웨이징 공법을 이용하여 소켓부(110)와 중공부(120)와 생크부(130)를 일체로 구성되는 것이므로, 롱비트 소켓의 길이가 길어지더라도 중심축선 관리가 용이하므로 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 일반 단조보다 조직이 균일하고 경도 및 정밀도가 높을 뿐만 아니라, 비틀림에 대한 내구성이 향상되는 등 제품의 품질이 향상되고, 가공비용이 절감되는 효과가 제공된다.

첨부도면 중 도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 롱비트 소켓 제조방법의 공정 순서도이고, 도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 롱비트 소켓 제조방법에 의해 제조된 롱비트 소켓의 사시도이다.

상기 도 13에서 도시하는 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 롱비트 소켓 제조방법은 후 가공단계(140');가 선삭기를 이용해 상기 생크부(130)의 말단부 외주면에 축방향으로 키홈(132)을 형성하는 단계(141')와, 생크부(130)의 외주면 중앙에 축방향으로 고정홈(131')을 형성하는 단계(142')로 이루지는 점에서 상술한 제1실시예와 차이를 가지며, 상기와 같은 후 가공단계(140')를 제외한 나머지 구성은 제1실시예와 동일하게 이루어지므로, 동일 구성에 대한 설명은 생략한다.

상기와 같은 후 가공단계(140')는 스웨이징 단계(S130)에서 환봉 형태로 성형된 생크부(130)에 키홈(132)과 고정홈(131')을 각각 형성하는 것으로서, 생크부(130)의 상하로 배치되는 키홈(12)은 회전 공구의 결합홈 상하에 위치하는 키와 맞물려 회전 공구의 회전력이 생크부(130)로 전달되고, 회전 공구의 결합홈 내에 마련된 볼 타입의 스토퍼가 생크부(130)의 고정홈(131')에 삽입되면서 생크부(130)가 회전 공구로부터 임의로 분리되는 것이 방지된다. 즉, 상기와 같은 키홈(132)과 고정홈(131')은 회전 공구의 고정척 종류에 따라 변형 가능하다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

10:스웨이징 장치, 11:슬리브, 11a:다각축,
11b:연장축, 12:스웨이징 다이스, 12a:제1성형부,
12b:제2성형부, 12c:제3성형부, 13:스웨이징 해머,
110:소켓부, 111:소켓홈, 120:중공부,
121:중공홈, 130:생크부, 131,131':고정홈,
132:키홈, S:강관

Claims

일단부 내측에 다각 소켓홈이 형성된 강관으로부터 롱비트 소켓을 성형하기 위한 롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치에 있어서,
강관의 일단부를 고정하는 슬리브;
강관의 타단부 외주면에 가압력을 제공하여 스웨이징 성형하는 스웨이징 다이스를 포함하며,
상기 슬리브에는 강관의 소켓홈에 대응하는 다각 삽입축이 형성되어 강관이 슬리브측에 고정되도록 하고,
상기 스웨이징 다이스는 소켓홈이 형성된 강관의 일단부 외주면을 가압 또는 지지하여 소켓부를 성형하는 제1성형부와, 강관의 타단부 외주면을 가압하여 봉형태의 생크부를 성형하는 제3성형부 및, 강관의 중앙부분의 외주면을 축관하여 관형태의 중공부를 성형하는 제2성형부를 포함하며,
상기 스웨이징 다이스의 제1성형부와 제2성형부 및 제3성형부는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 스웨이징 장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 슬리브에는 강관의 내부로 삽입된 상태에서 중공부에 대응하는 강관의 내주면에 밀착 지지되는 연장축이 마련되는 것을 특징으로 하는 롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치.
제 3항에 있어서,
상기 연장축은 중공부의 내주면에 밀착 지지되도록 중공홈의 내경에 대응하는 외경 및 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 롱비트 소켓 제조용 스웨이징 장치.
삭제
롱비트 소켓 제조방법에 있어서,
강관 준비단계;
강관의 일단부 내측에 프레스 또는 스웨이징 가공으로 다각 소켓홈을 형성하는 전 가공단계; 및,
상기 다각 소켓홈이 형성된 강관의 외주면을 가압하는 스웨이징 다이스를 통해 롱비트 소켓의 소켓부와 중공부와 생크부를 각각 성형하는 스웨이징 단계;를 포함하며,
상기 스웨이징 단계는, 소켓홈이 형성된 강관의 일단부를 스웨이징 장치의 슬리브에 고정하는 단계;와, 스웨이징 다이스의 제1성형부로 강관의 일단부 외주면을 가압 또는 지지하여 소켓부를 형성하는 단계;와, 강관의 타단부를 스웨이징 다이스의 제3성형부로 축관하여 봉 형태의 생크부를 형성하는 단계;와, 강관의 일단부와 타단부 사이의 중앙부를 스웨이징 다이스의 제2성형부로 축관하여 소켓부보다 작은 외경의 관 형태의 중공부를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 롱비트 소켓 제조방법.
제 6항에 있어서,
상기 스웨이징 단계는 제1성형부와 제2성형부 및 제3성형부가 일체로 구성된 하나의 스웨이징 다이스를 이용하여 상기 소켓부를 형성하는 단계와 생크부를 형성하는 단계와 중공부를 형성하는 단계를 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 롱비트 소켓 제조방법.
제 7항에 있어서,
상기 스웨이징 단계 후, 프레스 성형기를 이용해 상기 생크부를 다각축의 형태로 가공하고, 선삭기를 이용해 생크부의 외주면에 링형의 회전공구 체결용 걸림홈을 형성하는 후 가공단계;를 수행하는 것을 특징으로 하는 롱비트 소켓 제조방법.
제 7항에 있어서,
상기 스웨이징 단계 후, 선삭기를 이용해 상기 생크부의 말단부 외주면에 축방향으로 키홈을 형성하고, 생크부의 외주면 중앙에 축방향으로 고정홈을 형성하는 후 가공단계;를 수행하는 것을 특징으로 하는 롱비트 소켓 제조방법.
제 8항 또는 제 9항에 있어서,
상기 후 가공단계를 거쳐 제조된 롱비트 소켓을 조질처리(Q.T; Quenching & Tempering)하는 열처리단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롱비트 소켓 제조방법.
제 10항에 있어서,
상기 열처리단계 후 롱비트 소켓의 표면에 내식성 코팅층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롱비트 소켓 제조방법.