KR101603597B1 - 기어의 전조 다이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기어의 전조 다이스에 관한 것으로서, 축 부재를 사이에 개재하고 서로 대향하는 방향으로 구동하여 상기 축 부재의 외주면에 스플라인을 형성하는 가동축 다이와 고정축 다이로 이루어진 기어의 전조 다이스에 있어서, 상기 전조 다이스는, 상기 축 부재가 전조 다이스 사이로 맞물려 도입되도록 하는 도입부; 상기 축 부재의 외주면에 스플라인이 형성되도록 하는 스플라인 형성부; 및, 상기 축 부재가 전조 다이스 사이에서 이탈되는 도망부를 포함하며, 상기 스플라인 형성부에는 다수의 스플라인 형성용 치형들이 일정한 간격으로 연속하여 형성되되, 후측 일부 구간에 상기 스플라인 형성용 치형 없이 상기 축 부재의 외주면에 전조 성형된 스플라인의 치형 단부가 접촉되어 다듬어지는 평탄 다듬 영역이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

기어의 전조 다이스{FORM ROLLING DIE OF GEAR}

본 발명은 전조 다이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피 전조부재인 축부재의 치면에 상처나 버어 등이 발생하는 것을 방지할 수 있는 기어의 전조 다이스에 관한 것이다.

일반적으로 한 쌍의 평판형으로 이루어진 전조 다이 사이에 회전가능하게 설치된 원통형상의 축 부재가 개재된 상태에서, 각 전조 다이를 서로 대향하는 방향으로 왕복 이동시켜 상기 축 부재의 외주면에 스플라인을 형성하는 전조 다이스가 일본공개특허공보 제1995-185712호에 기재되어 있다.

일 예로 축 부재의 외주면에 기어를 가공하는데 사용되는 평판형 전조 다이스는 내측면에 스플라인 형성부가 형성된 평판형상의 가동축다이와, 내측면에 가동축다이의 스플라인 형성부에 대응하는 스플라인 형성부가 형성된 평판형상의 고정축다이로 구성된다.

이러한 종래의 전조 다이스는 상기 가동축다이가 상,하방향으로 승강하면서 고정축다이에 대향하는 방향으로 가압하게 될 경우 상기 축 부재의 외주면에 상기 스플라인 형성부에 대응하는 스플라인이 형성된다.

그런데, 종래의 전조 다이스에 의하면, 축 부재의 외주면에 요구되는 스플라인을 가공 시에 축 부재의 하중 분산이 대칭적이지 못하여 기본적으로 응력 유발에 따른 인장변형, 압축변형 등과 같은 다양한 변수가 발생됨에 따라 그에 따른 변형률이 매우 높아 원하는 형상을 제작하기가 매우 까다로울 뿐만 아니라, 스플라인 치형의 양측 상부에 버어(burr)가 발생하여 제품의 불량률을 높이게 되므로, 생산 제품의 신뢰성 저하를 유발하는 문제점이 있었다.

일본 공개특허공보 제1995-185712호(1995.07.25)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 치형 형성용 다이스 표면의 일부 구간에 스플라인 치형의 치면이 접촉되어 다듬어지는 평탄 다듬 영역을 형성하여 치형 정밀도를 향상시킬 수 있는 기어의 전조 다이스를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 기어의 전조 다이스는, 축 부재를 사이에 개재하고 서로 대향하는 방향으로 구동하여 상기 축 부재의 외주면에 스플라인을 형성하는 가동축 다이와 고정축 다이로 이루어진 기어의 전조 다이스에 있어서, 상기 전조 다이스는, 상기 축 부재가 전조 다이스 사이로 맞물려 도입되도록 하는 도입부; 상기 축 부재의 외주면에 스플라인이 형성되도록 하는 스플라인 형성부; 및, 상기 축 부재가 전조 다이스 사이에서 이탈되는 도망부를 포함하며, 상기 스플라인 형성부에는 다수의 스플라인 형성용 치형들이 일정한 간격으로 연속하여 형성되되, 후측 일부 구간에 상기 스플라인 형성용 치형 없이 상기 축 부재의 외주면에 전조 성형된 스플라인의 치형 단부가 접촉되어 다듬어지는 평탄 다듬 영역이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 평탄 다듬 영역은 샌드 블라스트 처리된다.

본 발명에 따르면, 상기 평탄 다듬 영역은, 가동축 다이와 고정축 다이의 각 스플라인 형성부의 후측 일부 구간의 서로 마주보는 대각선 위치에 각각 형성된다.

본 발명에 따르면, 상기 평탄 다듬 영역은, 상기 스플라인 치형의 단부를 향해 근접하게 위치될 수 있도록 상기 스플라인 형성용 치형의 치저면보다 상대적으로 높게 형성된다.

본 발명에 따르면, 상기 평탄 다듬 영역은 스플라인 형성용 치형의 치저면과 스플라인 치형의 단부 사이에 위치되며, 상기 스플라인 치형의 치면에 접촉되는 높이로 설정된다.

본 발명에 따르면, 상기 평탄 다듬 영역은 상기 스플라인 치형의 단부에 형성되는 버어를 단계적으로 제거할 수 있도록 사이클 구간마다 단계적으로 높이차를 설정하도록 구성된다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 기어의 전조 다이스에 의하면, 치형 형성용 다이스 표면의 일부 구간에 가공 치형의 치면이 접촉되어 다듬어지는 평탄 다듬 영역을 형성하여 전조 가공에서 발생하는 버어를 쉽게 제거할 수 있으며, 나아가 치형 정밀도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전조 다이스의 수명을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 기어의 전조 다이스를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어의 전조 다이스의 스플라인 형성용 치형을 나타내는 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기어의 전조 다이스의 스플라인 형성용 치형을 나타내는 측단면도이다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 전조 다이스는, 전조를 이용하여 소재를 원하는 형상으로 가공하기 위하여 상기 소재(이하, '축 부재'라고 함)를 가압하는 장치로서, 금형강, 베어링강, 합금공구강 등으로 이루어져 있다.

이러한 전조 다이스는, 한 쌍의 평판형 다이(100) 사이에 회전가능하게 설치된 원통형상의 축 부재(200)가 개재된 상태에서, 전후진으로 이동 가능한 일측의 평판형 다이(이하, '가동축 다이'라 함)와 상기 가동축다이(110)와 이격되어 마주보도록 고정되는 타측의 평판형 다이(이하, '고정축 다이'라 함)가 서로 대향하는 방향으로 왕복 이동되면서 상기 축 부재(200)의 외주면에 상기 평판형 다이(100)가 맞물려 회전하면서 스플라인 치형(30)이 형성된다.

구체적으로 상기 평판형 다이(100)는, 축 부재(200)에 가공될 스플라인 형상의 가공방향으로 점진적으로 전조 하중이 가해지도록 스플라인 가공면을 가지는 스플라인 형성부(140)와, 상기 스플라인 형성부(140)의 스플라인 가공면의 선단에 구비되어 상기 축 부재(200)와 최초 접하는 가공점에서 점차적으로 전조 하중이 증가하도록 경사지게 구비되는 도입부(130)와, 상기 스플라인 형성부(140)의 스플라인 가공면의 후단에 구비되어 상기 축 부재(200)와 최후 접하는 가공점에서 점차적으로 전조 하중이 감소하도록 경사지게 구비되는 도망부(150)를 포함하게 된다.

상기 도입부(130)는 상기 전조 다이스의 선단에 구비되는 가공면으로써 가공 축 부재(200)에 전조 하중이 최초로 가해지는 곳으로, 상기 스플라인 형성부(140)를 향해 점차적으로 스플라인 가공면이 깊게 가공되도록 경사지게 형성된다.

상기 스플라인 형성부(140)는 축 부재(200)의 가공하고자 하는 스플라인 형상이 전조 다이스의 전조 하중에 의해 전체적으로 성형되도록 스플라인 가공면이 평행하게 형성된다.

상기 도망부(150)는 전조 하중이 감소하면서 축 부재(200)가 전조 다이스에서 이탈되도록 상기 도입부(130)의 경사 방향과 서로 반대 방향으로 형성되어 있다.

따라서, 서로 대향 배치된 한 쌍의 전조 다이스가 동기하여 회전함으로써, 도입부(130), 스플라인 형성부(140), 도망부(150)에서 간격이 다르게 됨에 따라 한 쌍의 전조 다이스에 삽입되는 축 부재(200)는 회전되는 동시에 압력이 가해지면서 기어의 스플라인 치형(30)이 형성된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전조 다이스는, 상기 스플라인 형성부(140)의 후측 일부 구간에 상기 스플라인 형성용 치형(20) 없이 상기 축 부재(200)의 외주면에 전조 성형된 스플라인의 치형 단부가 접촉되어 다듬어지는 평탄 다듬 영역(10)이 형성되어 있다.

상기 전조 다이스의 스플라인 형성용 치형(20)이 축 부재(200)의 외주면에 대해 스플라인 치형(30)을 전조 성형할 경우 스플라인 형성용 치형(20)의 치저면(11)과 스플라인 치형(30)의 단부 사이의 틈에서 상기 스플라인 형성용 치형(20)의 압축 응력에 의해 스플라인 치형(30)의 단부에 버어가 생기게 되는데, 상기 평탄 다듬 영역(10)은 상기 스플라인 치형(30)의 단부에 압력을 가하여, 상기 스플라인 치형(30)의 단부 위로 생기는 버어를 제거하게 된다.

이때, 상기 평탄 다듬 영역(10)은 표면 거칠기가 증가하여 표면이 평탄하지 않도록 샌드 블라스트 처리되며, 상기 가동축 다이(120)와 고정축 다이(120)의 각 스플라인 형성부(140)의 후측 일부 구간의 서로 마주보는 대각선 위치에 각각 형성된다.

따라서, 상기 가동축 다이(120)와 고정축 다이(120)가 서로 반대 방향으로 이동 시 상기 스플라인 형성용 치형(20)이 축 부재(200)의 외주면에 스플라인 치형(30)을 가공하면서 각각의 치형이 서로 맞물려 회전할 때, 축 부재(200)의 외주면에 스플라인 치형(30)을 전조 성형하고 난 다음 스플라인 치형(30) 단부의 버어를 동시에 제거할 수 있도록 상기 평탄 다듬 영역(10)은, 가동축 다이(120)와 고정축 다이(120)의 상호 대향하는 맞은편 위치에 마련되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 평탄 다듬 영역(10)은 상기 스플라인 형성용 치형(20)의 치저면(11)보다 상대적으로 높게 형성되어 상기 스플라인 치형(30)의 단부를 향해 근접하게 위치하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 평탄 다듬 영역(10)은 스플라인 형성용 치형(20)의 치저면(11)과 스플라인 치형(30)의 단부 사이에 위치하게 되며, 바람직하게는 상기 스플라인 치형(30)의 단부에 접촉되는 설계 높이로 설정되는 것이 바람직하다.

상기 평탄 다듬 영역(10)은 상기 스플라인 형성부(140)에 설정된 복수의 사이클 구간, 예컨대 1/2 사이클, 1사이클 구간 등에 적어도 하나 이상이 적용된다.

상기 평탄 다듬 영역(10)이 사이클 구간에 1개가 적용될 경우에는 상기 평탄 다듬 영역(10)은 스플라인 치형(30)의 단부에 돌출 형성되는 버어 전체를 가압하여 제거할 수 있도록 상기 스플라인 치형(30)의 단부에 직접적으로 접촉되는 설계 높이로 설정된다.

한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 평탄 다듬 영역(10)이 사이클 구간에 2개 이상이 적용될 경우, 상기 평탄 다듬 영역(10)은 상기 스플라인 치형(30)의 단부에 형성되는 버어를 단계적으로 제거할 수 있도록 높이가 점진적으로 높게 형성될 수도 있다.

예컨대, 1/2 사이클구간 내에 형성되는 평탄 다듬 영역(10)은 스플라인 형성용 치형(20)의 치저면(11)과 스플라인 치형(30)의 단부 사이의 높이로 형성되어 상기 스플라인 치형(30)의 단부에 돌출 형성되는 버어의 일부만을 가압하게 되며, 1사이클구간 내에 형성되는 평탄 다듬 영역(10)은 스플라인 치형(30)의 단부에 밀착하도록 형성되어 상기 스플라인 치형(30)의 단부에 돌출 형성되는 버어의 전체를 가압하여 제거할 수 있게 된다.

이에 따라 상기 전조 다이스의 스플라인 형성부(140)가 축 부재(200)의 외주면에 스플라인을 형성시 축 부재(200)의 스플라인 치형(30)의 단부에 생기는 버어를 단계적으로 가압하여 제거할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 기어의 전조 다이스는, 평탄형 다이(100)의 스플라인 형성용 치형(20)의 일부 구간에 스플라인 치형(30)의 단부가 접촉되어 다듬어지는 평탄 다듬 영역(10)을 형성하여 전조 가공에서 발생하는 버어를 쉽게 제거할 수 있으며, 나아가 치형 정밀도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전조 다이스의 수명을 증대시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 평탄 다듬 영역(10)을 사이클 구간마다 단계적으로 높이차(h)를 설정하여 스플라인 치형(30)의 단부에서 생기는 버어를 전체적으로 깔끔하게 제거할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예의 기재에 한정되지 않으며, 본 발명의 특허청구범위의 기재를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 평탄 다듬 영역 11 : 치저면
20 : 스플라인 형성용 치형 30 : 스플라인 치형
100 : 평판형 다이 110 : 가동축 다이
120 : 고정축 다이 130 : 도입부
140 : 스플라인 형성부 150 : 도망부

Claims (6)

1. 축 부재를 사이에 개재하고 서로 대향하는 방향으로 구동하여 상기 축 부재의 외주면에 스플라인을 형성하는 가동축 다이와 고정축 다이로 이루어진 기어의 전조 다이스에 있어서,
   상기 전조 다이스는,
   상기 축 부재가 전조 다이스 사이로 맞물려 도입되도록 하는 도입부;
   상기 축 부재의 외주면에 스플라인이 형성되도록 하는 스플라인 형성부; 및,
   상기 축 부재가 전조 다이스 사이에서 이탈되는 도망부를 포함하며,
   상기 스플라인 형성부에는 다수의 스플라인 형성용 치형들이 일정한 간격으로 연속하여 형성되되,
   후측 일부 구간에 상기 스플라인 형성용 치형 없이 상기 축 부재의 외주면에 전조 성형된 스플라인의 치형 단부가 접촉되어 다듬어지는 평탄 다듬 영역이 형성된 것을 특징으로 하는 기어의 전조 다이스.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 평탄 다듬 영역은 샌드 블라스트 처리되는 것을 특징으로 하는 기어의 전조 다이스.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 평탄 다듬 영역은, 가동축 다이와 고정축 다이의 각 스플라인 형성부의 후측 일부 구간의 서로 마주보는 대각선 방향에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 기어의 전조 다이스.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 평탄 다듬 영역은, 상기 스플라인 치형의 단부를 향해 근접하게 위치될 수 있도록 상기 스플라인 형성용 치형의 치저면보다 상대적으로 높게 형성된 것을 특징으로 하는 기어의 전조 다이스.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 평탄 다듬 영역은 스플라인 형성용 치형의 치저면과 스플라인 치형의 단부 사이에 위치되며,
   상기 스플라인 치형의 단부에 접촉되는 설계 높이로 설정되는 것을 특징으로 하는 기어의 전조 다이스.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 평탄 다듬 영역은 상기 스플라인 치형의 단부에 형성되는 버어를 단계적으로 제거할 수 있도록 사이클 구간마다 단계적으로 높이차를 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기어의 전조 다이스.
   

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