KR101630176B1 - 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법 - Google Patents

측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법 Download PDF

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Abstract

중공 조립홈(3)이 형성되고 외주에 사선형 톱니가 형성된 헬리컬 기어(1)를 제조하는 헬리컬 기어 제조 단계(S100)와; 일측단에 스플라인부(6)가 형성되고, 타측에 상기 중공 조립홈(3)에 상응하는 조립단차부(7)가 형성되는 캐리어 샤프트(5)를 제조하는 캐리어 샤프트 제조 단계(S200)와; 상기 캐리어 샤프트(5)의 조립단차부(7)를 상기 헬리컬 기어(1)의 중공 조립홈(3)에 위치되도록 상기 캐리어 샤프트(5)를 헬리컬 기어(1)에 압입하여 조립하는 최종 조립 단계(S300);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법.

Description

측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법 { Electronic Parking Brake System Carrier Producing Method by Cold Forging }
본 발명은 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법에 관한 것이다.
공개특허 10-2012-0065205호 : 헬리컬기어 및 헬리컬기어의 가공방법은, 헬리컬기어의 가공방법에 있어서, 금속봉을 소정 길이로 절단(S100)하여 1차,2차 예비공정(S200)(S300)을 통하여 헬리컬 기어(W3)를 성형전 상태로 가공하되, 1차 예비공정(S200)에서 헬리컬기어(W2)의 상하 단면 모서리를 라운드 처리함을 특징으로 하는 헬리컬기어의 가공방법을 개시한다.
일반적으로 압출단조공정 설계시 냉간 단조 성형비에 따라서 전후방 압출비를 일정 이내로 설계함으로서 금형 파손방지, 품질 향상을 도모한다. 그러나 자동차 부품에는 일반적인 성형비율을 넘어서는 부품이 많으며, 이러한 부품의 개발시 일반적 단조설계로는 금형파손, 생산성 저하, 품질 문제가 발생하며 제조원가 상승이 나타나게 된다. 본 발명에서 개발할 제품의 경우 전후방 압출 비율이 상당히 큰 제품으로 개발의 어렵기 때문에 단조 업체에서 개발을 기피하는 부품이다.
또한, 종래의 헬리컬 기어는 일반적으로 절삭 공법을 사용하였기 때문에 제조 원가가 비싸고 생산성이 안좋으며 내구성 측면에서 단조 제품보다 불리한 점이 있었다. 따라서, 종래의 폭의 차이가 심하고 헬리컬 기어가 존재하는 부품의 경우절삭에 의한 생산 방식을 사용하는 경우가 많아 생산성 및 내구성, 생산 원가 측면에서 불리한 점이 많았다.
본 발명의 목적은 형상이 복잡하고 중간에 헬리컬 기어가 존재하는 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어를 냉간 단조로 제조하는 방법 및 장치를 구현하여 원가성, 생산성, 내구성, 경도 및 강도 측면에서 우수한 품질의 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어를 생산하고자 한다.
본 발명의 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법은,
중공 조립홈(3)이 형성되고 외주에 사선형 톱니가 형성된 헬리컬 기어(1)를 제조하는 헬리컬 기어 제조 단계(S100)와;
일측단에 스플라인부(6)가 형성되고, 타측에 상기 중공 조립홈(3)에 상응하는 조립단차부(7)가 형성되는 캐리어 샤프트(5)를 제조하는 캐리어 샤프트 제조 단계(S200)와;
상기 캐리어 샤프트(5)의 조립단차부(7)를 상기 헬리컬 기어(1)의 중공 조립홈(3)에 위치되도록 상기 캐리어 샤프트(5)를 헬리컬 기어(1)에 압입하여 조립하는 최종 조립 단계(S300);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 경우, 형상이 복잡하고 중간에 헬리컬 기어가 존재하는 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어를 냉간 단조로 제조하는 방법 및 장치가 제공된다. 이로서 원가성, 생산성, 내구성, 경도 및 강도 측면에서 우수한 특성을 갖는 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어가 생산될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법 전체 흐름도.
도 2(a, b, c, d)는 본 발명의 일실시예에 따른 측방 압출 방식 헬리컬 기어 냉간 단조 금형(상부 펀치, 하부 다이, 하부다이 상세도, 카운터 펀치) 구성도.
도 3(a, b, c)는 본 발명의 일실시예에 따른 캐리어 샤프트 단조 금형(조립도, 상부 펀치, 하부 다이) 구성도.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법 전체 흐름도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법(헬리컬 기어부) 흐름도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법(캐리어 샤프트) 흐름도.
이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법 전체 흐름도, 도 2(a, b, c, d)는 본 발명의 일실시예에 따른 측방 압출 방식 헬리컬 기어 냉간 단조 금형(상부 펀치, 하부 다이, 하부다이 상세도, 카운터 펀치) 구성도, 도 3(a, b, c)는 본 발명의 일실시예에 따른 캐리어 샤프트 단조 금형(조립도, 상부 펀치, 하부 다이) 구성도, 도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법 전체 흐름도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법(헬리컬 기어부) 흐름도, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법(캐리어 샤프트) 흐름도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법은, 중공 조립홈(3)이 형성되고 외주에 사선형 톱니가 형성된 헬리컬 기어(1)를 제조하는 헬리컬 기어 제조 단계(S100)와, 일측단에 스플라인부(6)가 형성되고, 타측에 상기 중공 조립홈(3)에 상응하는 조립단차부(7)가 형성되는 캐리어 샤프트(5)를 제조하는 캐리어 샤프트 제조 단계(S200)와, 캐리어 샤프트(5)의 조립단차부(7)를 상기 헬리컬 기어(1)의 중공 조립홈(3)에 위치되도록 상기 캐리어 샤프트(5)를 헬리컬 기어(1)에 압입하여 조립하는 최종 조립 단계(S300)를 포함하여 구성된다.
도 1 내지 도 4, 특히 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법에 있어서, 헬리컬 기어 제조 단계(S100)는, 관통홈(H1)이 형성된 원통형의 제1 블랭크(B1)를 제조하는 제1 블랭크 제조 단계(S110)와, 제1 블랭크(B1)를 어닐링 열처리하여 연화시키는 제1 연화 열처리 단계(S120)와, 연화 열처리된 제1 블랭크(B1)를 인산염에 포함된 피막 처리제로 피막 처리하는 제1 블랭크 피막 단계(S130)를 포함한다.
또한, 도 1 내지 도 4, 특히 도 5에 도시된 바와 같이, 헬리컬 기어 제조 단계(S100)는, 제1 블랭크 피막 단계(S130)를 거친 제1 블랭크(B1)를 제1 상부 펀치부(110)와 제1 하부 다이부(120)로 구성된 제1 단조 금형(100)을 이용하여, 관통홈(H1)이 유지되고 외주에 사선형 톱니가 형성된 헬리컬 기어 성형체(S1)를 제조하는 헬리컬 기어 단조 성형 단계(S140)와, 절삭 공구로 상기 관통홈(H1) 주위를 절삭하여 중공 조립홈(3)을 형성하고, 절삭 공구로 헬리컬 기어 성형체(S1)의 상, 하면을 커팅하는 헬리컬 기어 절삭 가공 단계(S150)를 더 포함한다.
도 1 내지 도 4, 특히 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법에 있어서, 캐리어 샤프트 제조 단계(S200)는, 길다란 원기둥 형상의 제2 블랭크(B2)를 제조하는 제2 블랭크 제조 단계(S210)와, 제2 블랭크(B2)를 어닐링 열처리하여 연화시키는 제2 연화 열처리 단계(S220)와, 연화 열처리된 제2 블랭크(B2)를 인산염에 포함된 피막 처리제로 피막 처리하는 제2 블랭크 피막 단계(S230)를 포함한다.
또한, 도 1 내지 도 4, 특히 도 6에 도시된 바와 같이, 캐리어 샤프트 제조 단계(S200)는, 제2 블랭크 피막 단계(S130)를 거친 제2 블랭크(B2)를 제2 상부 펀치부(210)와 제2 하부 다이부(220)로 구성된 제2 단조 금형(200)을 이용하여, 일측단에 스플라인부(6)가 형성된 캐리어 샤프트 성형체(S2)를 제조하는 캐리어 샤프트 단조 성형 단계(S240)를 더 포함한다. 다음으로, 절삭 공구로 캐리어 샤프트 성형체(S2)의 티측에 조립단차부(7)를 성형하는 캐리어 샤프트 절삭 가공 단계(S250)가 진행된다.
도 1 내지 도 2(a, b, c, d)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법에 사용되는 제1 상부 펀치부(110)는, 하부에 제1 하부 다이부(120)의 제1 원통형 성형실(123)에 삽입, 탈출되는 가압면(111a)이 형성되고 프레스에 의해 승강되는 제1 상부펀치 몸체(111)과, 상기 제1 상부펀치 프레임(111)에 고정되고 상기 제1 블랭크(B1)의 관통홈(H1)에 삽입되는 제1 상부펀치(113)를 포함하여 구성된다.
도 1 내지 도 2(a, b, c, d)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법에 사용되는 제1 하부 다이부(120)는, 제1 상부펀치 프레임(111)의 하부에 대향되게 위치한 제1 하부다이 프레임(121)와, 제1 하부다이 프레임(121)의 상부에 설치된 제1 하부다이(122)와, 제1 하부다이(122)의 중앙에 움푹 패여 하부다이 내주벽에 의해 둘러싸인 제1 원통형 성형실(123)과, 제1 원통형 성형실(123)의 하부에 연통되어 형성된 제1 이젝팅용 홈(125)과, 제1 이젝팅 공구용 홈(125)에 삽입되는 카운터 펀치(127)을 포함하여 구성된다. 제1 하부다이 내주벽에 제1 철부(凸, 123a)와 제1 요부(凹, 123b)가 번갈아 사선 방향으로 평행하게 형성됨으로써, 상기 원통형 성형실(123)에 상기 제1 블랭크(B1)가 위치된 후 상기 상부펀치(113)가 하강 가압하면 제1 블랭크(B1)가 상하로 줄어들면서 측방으로 확장되어 헬리컬 기어 톱니가 성형되는 것이 바람직하다.
도 1, 및 도 3(a, b, c)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법에 사용되는 제2 상부 펀치부(210)는, 프레스에 의해 승강하는 제2 상부펀치 프레임(211)과, 제2 상부펀치 프레임(211)에 고정되는 제2 펀치홀더(213)와, 제2 펀치홀더(213)에 고정되고 제2 하부다이부(120)의 제2 성형홈(222)에 삽입, 탈출되는 제2 상부펀치(215)를 포함하여 구성된다.
도 1, 및 도 3(a, b, c)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법에 사용되는 제2 하부다이부(120)는, 하부다이 지지부에 지지고정되는 제2 다이몸체(221)와, 제2 다이몸체(221) 가운데 상하로 형성된 상기 제2 성형홈(222)과, 제2 다이몸체(221)의 제2 성형홈(222) 형성용 내주벽(222a)의 하단에서 경사지게 내입 형성된 제2 단턱부(223)와, 제2 단턱부(223) 하부에 상기 제2 성형홈(222)의 직경보다 작은 대직경(제2 요부의 직경)을 갖는 스플라인 성형홈(224)과, 스플라인 성형홈(224)을 감싸는 내주벽에 구성되고 제2 철부(凸, 225a)와 제2 요부(凹, 225b)가 번갈아 상하 방향으로 길게 형성된 스플라인 형성부(225)를 포함하여 구성된다.
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.
1 : 헬리컬 기어 3 : 중공 조립홈
5 : 캐리어 샤프트 6 : 스플라인부
7 : 조립단차부 100 : 제1 단조 금형
110 : 제1 상부 펀치부 111 : 제1 상부펀치 프레임
113 : 제1 상부펀치 120 : 제1 하부 다이부
121 : 제1 하부다이 프레임 122 : 제1 하부다이
123 : 제1 원통형 성형실 125 : 제1 이젝팅 공구용 홈
127 : 카운터 펀치 200 : 제2 단조 금형
210 : 제2 상부 펀치부 211 : 제2 상부펀치 프레임
213 : 제2 펀치홀더 215 : 제2 상부펀치
222 : 제2 성형홈 223 : 제2 단턱부
224 : 스플라인 성형홈 225 : 스플라인 형성부

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 중공 조립홈(3)이 형성되고 외주에 사선형 톱니가 형성된 헬리컬 기어(1)를 제조하는 헬리컬 기어 제조 단계(S100)와;
    일측단에 스플라인부(6)가 형성되고, 타측에 상기 중공 조립홈(3)에 상응하는 조립단차부(7)가 형성되는 캐리어 샤프트(5)를 제조하는 캐리어 샤프트 제조 단계(S200)와;
    상기 캐리어 샤프트(5)의 조립단차부(7)를 상기 헬리컬 기어(1)의 중공 조립홈(3)에 위치되도록 상기 캐리어 샤프트(5)를 헬리컬 기어(1)에 압입하여 조립하는 최종 조립 단계(S300);
    를 포함하여 구성되되,

    상기 헬리컬 기어 제조 단계(S100)는,
    관통홈(H1)이 형성된 원통형의 제1 블랭크(B1)를 제조하는 제1 블랭크 제조 단계(S110)와;
    상기 제1 블랭크(B1)를 어닐링 열처리하여 연화시키는 제1 연화 열처리 단계(S120)와;
    상기 연화 열처리된 제1 블랭크(B1)를 인산염에 포함된 피막 처리제로 피막 처리하는 제1 블랭크 피막 단계(S130)와;
    상기 제1 블랭크 피막 단계(S130)를 거친 제1 블랭크(B1)를 제1 상부 펀치부(110)와 제1 하부 다이부(120)로 구성된 제1 단조 금형(100)을 이용하여,
    관통홈(H1)이 유지되고 외주에 사선형 톱니가 형성된 헬리컬 기어 성형체(S1)를 제조하는 헬리컬 기어 단조 성형 단계(S140)와;
    절삭 공구로 상기 관통홈(H1) 주위를 절삭하여 중공 조립홈(3)을 형성하고,
    절삭 공구로 헬리컬 기어 성형체(S1)의 상, 하면을 커팅하는 헬리컬 기어 절삭 가공 단계(S150);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 캐리어 샤프트 제조 단계(S200)는,
    길다란 원기둥 형상의 제2 블랭크(B2)를 제조하는 제2 블랭크 제조 단계(S210)와;
    상기 제2 블랭크(B2)를 어닐링 열처리하여 연화시키는 제2 연화 열처리 단계(S220)와;
    상기 연화 열처리된 제2 블랭크(B2)를 인산염에 포함된 피막 처리제로 피막 처리하는 제2 블랭크 피막 단계(S230)와;
    상기 제2 블랭크 피막 단계(S130)를 거친 제2 블랭크(B2)를 제2 상부 펀치부(210)와 제2 하부 다이부(220)로 구성된 제2 단조 금형(200)을 이용하여, 일측단에 스플라인부(6)가 형성된 캐리어 샤프트 성형체(S2)를 제조하는 캐리어 샤프트 단조 성형 단계(S240)와;
    절삭 공구로 캐리어 샤프트 성형체(S2)의 티측에 조립단차부(7)를 성형하는 캐리어 샤프트 절삭 가공 단계(S250);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 상부 펀치부(110)는,
    하부에 제1 하부 다이부(120)의 제1 원통형 성형실(123)에 삽입, 탈출되는 가압면(111a)이 형성되고 프레스에 의해 승강되는 제1 상부펀치 몸체(111)과,
    상기 제1 상부펀치 프레임(111)에 고정되고 상기 제1 블랭크(B1)의 관통홈(H1)에 삽입되는 제1 상부펀치(113),
    를 포함하여 구성되고,

    상기 제1 하부 다이부(120)는,
    상기 제1 상부펀치 프레임(111)의 하부에 대향되게 위치한 제1 하부다이 프레임(121)와,
    상기 제1 하부다이 프레임(121)의 상부에 설치된 제1 하부다이(122)와,
    상기 제1 하부다이(122)의 중앙에 움푹 패여 하부다이 내주벽에 의해 둘러싸인 제1 원통형 성형실(123)과,
    상기 제1 원통형 성형실(123)의 하부에 연통되어 형성된 제1 이젝팅용 홈(125)과,
    상기 제1 이젝팅 공구용 홈(125)에 삽입되는 카운터 펀치(127),
    을 포함하여 구성되고,
    상기 제1 하부다이 내주벽에 제1 철부(凸, 123a)와 제1 요부(凹, 123b)가 번갈아 사선 방향으로 평행하게 형성됨으로써, 상기 원통형 성형실(123)에 상기 제1 블랭크(B1)가 위치된 후 상기 상부펀치(113)가 하강 가압하면 제1 블랭크(B1)가 상하로 줄어들면서 측방으로 확장되어 헬리컬 기어 톱니가 성형되는 것을 특징으로 하는 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 상부 펀치부(210)는,
    프레스에 의해 승강하는 제2 상부펀치 프레임(211)과,
    상기 제2 상부펀치 프레임(211)에 고정되는 제2 펀치홀더(213)와,
    상기 제2 펀치홀더(213)에 고정되고 제2 하부다이부(120)의 제2 성형홈(222)에 삽입, 탈출되는 제2 상부펀치(215),
    를 포함하여 구성되고,

    상기 제2 하부다이부(120)는,
    하부다이 지지부에 지지고정되는 제2 다이몸체(221)와,
    상기 제2 다이몸체(221) 가운데 상하로 형성된 상기 제2 성형홈(222)과,
    상기 제2 다이몸체(221)의 제2 성형홈(222) 형성용 내주벽(222a)의 하단에서 경사지게 내입 형성된 제2 단턱부(223)와,
    상기 제2 단턱부(223) 하부에 상기 제2 성형홈(222)의 직경보다 작은 대직경(제2 요부의 직경)을 갖는 스플라인 성형홈(224)과,
    상기 스플라인 성형홈(224)을 감싸는 내주벽에 구성되고 제2 철부(凸, 225a)와 제2 요부(凹, 225b)가 번갈아 상하 방향으로 길게 형성된 스플라인 형성부(225),
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 측방 압출 방식의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법.
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