KR101808560B1 - 축비대칭 샤프트의 제조방법 - Google Patents

축비대칭 샤프트의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101808560B1
KR101808560B1 KR1020160003077A KR20160003077A KR101808560B1 KR 101808560 B1 KR101808560 B1 KR 101808560B1 KR 1020160003077 A KR1020160003077 A KR 1020160003077A KR 20160003077 A KR20160003077 A KR 20160003077A KR 101808560 B1 KR101808560 B1 KR 101808560B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
eccentric
shaft
forming
cam
crankshaft
Prior art date
Application number
KR1020160003077A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170083781A (ko
Inventor
황태민
Original Assignee
(주)성진포머
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)성진포머 filed Critical (주)성진포머
Priority to KR1020160003077A priority Critical patent/KR101808560B1/ko
Publication of KR20170083781A publication Critical patent/KR20170083781A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101808560B1 publication Critical patent/KR101808560B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/06Making machine elements axles or shafts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/12Forming profiles on internal or external surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J9/00Forging presses
    • B21J9/02Special design or construction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J9/00Forging presses
    • B21J9/02Special design or construction
    • B21J9/022Special design or construction multi-stage forging presses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/06Making machine elements axles or shafts
    • B21K1/08Making machine elements axles or shafts crankshafts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

본 발명은 캠부의 하부에 크랭크축이 동축상으로 구비되고, 상기 캠부의 상부에 편심축이 편심되어 구비된 축비대칭 샤프트를 냉간 다단 단조 공정을 통해 제조할 수 있는 축비대칭 샤프트의 제조방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 축비대칭 샤프트의 제조방법은, 캠부의 하부에 크랭크축이 동축상으로 구비되고, 상기 캠부의 상부에 편심축이 편심되어 구비된 축비대칭 샤프트의 제조방법으로서, 소재의 하부를 전방압출시켜 상기 크랭크축을 성형하는 압출공정, 상기 압출공정을 마친 소재의 상부를 가압하여 상기 소재의 상부가 편심되도록 예비성형하는 예비성형공정 및 상기 예비성형공정을 마친 소재의 상부를 가압하여 상기 크랭크축의 중심축과 상기 캠부의 중심축이 동축이 되고, 상기 크랭크축의 중심축과 상기 편심축의 중심축이 편심이 되도록 상기 캠부와 편심축을 동시에 성형하는 편심성형공정을 포함하여 구성된다.

Description

축비대칭 샤프트의 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING A AXIAL-ASYMMETRIC TYPE SHAFT}
본 발명은 축비대칭 샤프트의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 캠부의 하부에 크랭크축이 동축상으로 구비되고, 상기 캠부의 상부에 편심축이 편심되어 구비된 축비대칭 샤프트를 냉간 다단 단조 공정을 통해 제조할 수 있는 축비대칭 샤프트의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 단조(forging)란 다양한 다이 및 공구로 소재에 압축하중을 가해주어 소성변형을 일으킴으로써 개별부품을 성형하는 가공법을 의미하며, 상온에서 이뤄지는 냉간단조와 고온에서 이뤄지는 열간단조로 구분된다.
상술한 바와 같은 단조 가공법은 간단한 형상의 소재에 압축력을 가하여 보다 복잡한 형상의 제품을 만드는 소성 가공법이며, 절삭가공에 비하여 소재의 손실과 비용을 줄일 수 있고, 기계적 성질이 좋은 제품을 얻을 수 있으며, 정밀한 치수와 양호한 가공 표면을 갖는 제품을 대량으로 생산할 수 있는 장점이 있어 널리 이용되고 있다.
최근에는, 유한요소 해석 프로그램을 사용하여 금형의 응력 분포가 최소가 되는 트리밍 다이를 설계하는 방법 등에 대해 제시된 바 있다.
그러나, 상술한 방법은 축대칭 및 좌우 대칭인 일반적인 부품에 대한 유한요소 해석 및 자동화에 관련된 것인데, 최근 제품의 종류가 다양해짐에 따라 축비대칭 및 비대칭인 것에 대한 관심이 높아지고 있으나 아직까지 비대칭 형상에 대한 연구는 미비한 실정이다.
일예로, 고정 스크롤과 회전 스크롤 사이에 냉매가스를 넣어 압축하여 중앙의 토출부에서 고압가스를 내보내는 압축기인 스크롤 압축기에는 크랭크 샤프트가 내장되는데, 상기 크랭크 샤프트는, 도 7에 도시된 바와 같이, 캠부의 하부에 크랭크축이 동축상으로 구비되고, 상기 캠부의 상부에 편심축이 편심되어 구비된 형태로 형성된다.
상술한 바와 같은 축비대칭 샤프트는 크랭크축과 편심축이 서로 동축상으로 형성되지 않아서 단조 가공법으로 제조하기가 어려운 실정이며, 이러한 축비대칭 샤프트를 단조 가공법으로 제조하기 위한 방법에 대해 요구되고 있다.
일본 등록특허 공보 제5246898호(등록일 2013.04.19)
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 캠부의 하부에 크랭크축이 동축상으로 구비되고, 상기 캠부의 상부에 편심축이 편심되어 구비된 축비대칭 샤프트를 냉간 다단 단조 공정을 통해 제조할 수 있는 축비대칭 샤프트의 제조방법을 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 축비대칭 샤프트의 제조방법은, 캠부의 하부에 크랭크축이 동축상으로 구비되고, 상기 캠부의 상부에 편심축이 편심되어 구비된 축비대칭 샤프트의 제조방법으로서, a) 소재의 하부를 전방압출시켜 상기 크랭크축을 성형하는 압출공정; b) 상기 압출공정을 마친 소재의 상부를 가압하여 상기 소재의 상부가 편심되도록 예비성형하는 예비성형공정; 및 c) 상기 예비성형공정을 마친 소재의 상부를 가압하여 상기 크랭크축의 중심축과 상기 캠부의 중심축이 동축이 되고, 상기 크랭크축의 중심축과 상기 편심축의 중심축이 편심이 되도록 상기 캠부와 편심축을 동시에 성형하는 편심성형공정;을 포함한다.
바람직하게, 상기 예비성형공정은, b-1) 상기 크랭크축에 인접한 소재의 중앙 상부에 경사볼록부가 형성됨과 함께 상기 소재의 상단면 일측에 곡면부가 형성되도록 성형하는 1차예비성형공정; b-2) 적어도 상기 곡면부를 가압하여 경사볼록부보다 직경이 확장된 구 형상의 확경부가 형성됨과 함께 상기 소재의 상단면 타측이 후방압출되도록 성형하는 2차예비성형공정; 및 b-3) 적어도 상기 곡면부를 가압하여 상기 확경부의 하부가 변형 및 확장되어 원반부가 형성됨과 함께 상기 소재의 상단부 타측면이 더욱 후방압출되도록 성형하는 3차예비성형공정;을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 1차예비성형공정에서, 상기 경사볼록부는 상기 소재의 상부측에서 하부측을 향하여 점차 직경이 확장되는 상부 테이퍼부 및 상기 상부 테이퍼부의 하부에서 하방으로 연장되어 점차 직경이 축소되는 하부 테이퍼부를 포함하여 형성되며, 상기 상부 테이퍼부의 형성 길이가 상기 하부 테이퍼부의 형성길이보다 길도록 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 2차예비성형공정에서, 상기 확경부는 상기 곡면부가 가압되면서 상기 경사볼록부 및 상기 경사볼록부의 상부 일부가 확장되어 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 3차예비성형공정에서, 상기 확경부의 곡면부가 가압되어 상기 소재의 상단부 타측면이 더욱 후방압출됨과 함께 상기 확경부의 하부가 변형 및 확장되어 상기 원반부가 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 편심성형공정은, 상기 곡면부가 가압되도록 하여 상기 캠부가 형성되도록 함과 함께 상기 소재의 상단부 타측면이 더욱 후방압출되도록 하여 상기 편심축이 형성되도록 할 수 있다.
바람직하게, 상기 압출공정, 예비성형공정 및 편심성형공정 중 어느 하나의 공정에서 상기 크랭크축의 단부에 테이퍼부가 형성되도록 할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 캠부의 하부에 크랭크축이 동축상으로 구비되고, 상기 캠부의 상부에 편심축이 편심되어 구비된 축비대칭 샤프트를 냉간 다단 단조 공정을 통해 제조할 수 있다는 이점이 있다.
특히, 다단의 예비성형공정을 거쳐 상기 캠부 및 상기 캠부와 편심된 편심축을 형성함에 따라 단류선이 끊어지지 않고 응력이 전체적으로 고르게 분포할 수 있도록 하여 기계적 성질이 좋은 성형물을 얻을 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 축비대칭 샤프트의 제조공정을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 축비대칭 샤프트의 제조공정 중 압출공정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 축비대칭 샤프트의 제조공정 중 1차예비성형공정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 축비대칭 샤프트의 제조공정 중 2차예비성형공정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 축비대칭 샤프트의 제조공정 중 3차예비성형공정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 축비대칭 샤프트의 제조공정 중 편심성형공정을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 축비대칭 샤프트의 제조공정을 통해 제조된 축비대칭 샤프트를 도시한 사시도이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.
제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 일실시예에 따른 비대칭 성형물의 제조방법은, 상부와 하부(또는 일측과 타측)이 서로 비대칭 형태로 형성된 성형물을 단조공정에 의해 제조하는 방법으로서, 예를 들어, 베이스파트, 상기 베이스파트의 하부에 동축상으로 구비된 동심파트, 상기 베이스파트의 상부에 상기 동심파트와 편심되어 구비된 편심파트로 이뤄진 비대칭 성형물을 단조공정으로 제조하는 방법이다.
구체적으로, 본 발명의 비대칭 성형물의 제조방법에 의해 제조되는 비대칭 단조품은, 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 원통형의 형상으로 형성되어 베이스파트를 구성하는 캠부(10), 상기 캠부(10)보다 작은 직경으로 형성되어 상기 캠부(10)의 하부에 동축상으로 구비되는 크랭크축(20), 상기 캠부(10)보다 작은 직경으로 형성되어 상기 캠부(10)의 상부에 상기 크랭크축(20)과 편심되도록 구비된 편심축(30)을 포함하여 구성된 축비대칭 샤프트(600)일 수 있다.
따라서, 이하에서는, 상기에서 비대칭 성형물의 하나로 예시한 축비대칭 샤프트(600)를 기준으로 구체적인 냉간단조공정을 이용한 비대칭 성형물의 제조방법에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 비대칭 성형물의 제조방법을 통해 축비대칭 샤프트(600)를 제조하는 공정은, a) 소정 길이로 절단된 환봉 형태의 소재를 전방압출시켜 상기 크랭크축(20)을 성형하는 압출공정, b) 상기 압출공정을 마친 소재의 상부를 가압하여 상기 소재의 상부가 편심되도록 예비성형하는 예비성형공정 및 c) 상기 예비성형공정을 마친 소재의 상부를 가압하여 상기 캠부(10)와 상기 크랭크축(20)이 서로 동축상으로 형성됨과 함께 상기 크랭크축(20)과 상기 편심축(30)이 서로 편심되어 형성되도록 상기 캠부(10)와 편심축(30)을 동시에 성형하는 편심성형공정를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 압출공정에 대하여 설명하도록 한다.
상기 압출공정은 소정 길이로 절단된 환봉 형태의 소재(100) 하부를 전방압출시켜 상기 크랭크축(20)을 성형하는 공정이며, 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 크랭크축(20)을 성형하기 위한 하부 성형부(h1), 상기 하부 성형부(h1)의 상부에 형성된 지지부(h2)로 이뤄진 하부금형(1A)과, 상기 소재(100)의 상부를 가압하기 위한 펀치(1B)를 이용하여 진행할 수 있다.
예를 들어, 상기 환봉 형태의 소재(100)는 대략 길이가 93mm이고, 직경이 23mm인 환봉의 형상으로 형성된 소재(100)일 수 있으며, 상기 크랭크축(20)이 형성되도록 전방압출에 의해 성형된 1차 단조물(200)은 전체적인 길이가 대략 130mm이고, 상기 크랭크축(20)으로 형성된 부분의 직경은 대략 15mm이 되도록 성형될 수 있다.
상술한 바와 같은 압출공정에 의해 성형된 1차 단조물(200)은 최대 유효잔류응력이 대략 950MPa 수준으로 압출시작점 부위에서 주로 발생하게 된다.
다음으로, 상기 예비성형공정에 대하여 설명하도록 한다.
상기 예비성형공정은 1차 단조물(200)의 상부를 이루는 소재가 일측으로 편심되어 위치하도록 예비성형하는 공정으로서, 1차예비성형공정, 2차예비성형공정, 3차예비성형공정과 같이 3단계에 걸쳐 1차 단조물(200)의 상부를 이루는 소재가 단계적으로 편심될 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 1차예비성형공정은, 상기 크랭크축(20)에 인접한 소재의 중앙 상부에 경사볼록부(20a)가 형성됨과 함께 상기 1차 단조물(200)의 상단면 일측에 곡면부(Ra)가 형성되도록 성형하는 공정으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 크랭크축(20)을 지지하는 하부 성형부(h3)를 포함하는 하부금형(2A)과, 상기 1차 단조물(200)의 상부를 가압함과 함께 상기 곡면부(20a)를 성형하기 위한 상부 성형부(h4)를 포함하는 상부금형(2B)을 이용하여 진행할 수 있다.
구체적으로, 상기 경사볼록부(20a)는 상기 1차 단조물(200)의 상부측에서 하부측을 향하여 점차 직경이 확장되는 상부 테이퍼부(20a-1) 및 상기 상부 테이퍼부(20a-1)의 하부에서 하방으로 연장되어 점차 직경이 축소되는 하부 테이퍼부(20a-2)를 포함하여 형성되며, 상기 상부 테이퍼(20a-1)부의 형성 길이가 상기 하부 테이퍼부(20a-2)의 형성길이보다 길도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 1차예비성형공정에 의해 성형된 2차 단조물(300)은 전체적인 길이가 대략 121mm가 되도록 성형될 수 있으며, 상기 상부금형(2A)과 하부금형(2B)의 사이에 대응하는 상기 하부 테이퍼부(20a-2)의 하단부에 잔류응력이 상대적으로 높게 나타날 수 있다.
상기 2차예비성형공정은, 적어도 상기 곡면부(Ra)를 가압하여 경사볼록부(20a)보다 직경이 확장된 구 형상의 확경부(20b)가 형성됨과 함께 상기 2차 단조물(300)의 상단면 타측이 후방압출되도록 성형하는 공정으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 크랭크축(20)을 지지함과 함께 상기 경사볼록부(20a)의 하부의 직경이 확장되도록 성형하는 하부 성형부(h5)를 포함하는 하부금형(3A)과, 상기 2차 단조물(300)의 상부를 가압함과 함께 상기 곡면부(Ra)를 가압하여 소재가 일측으로 편심위치하도록 성형하는 상부 성형부(h6)를 포함하는 상부금형(3B)을 이용하여 진행할 수 있다.
구체적으로, 상기 확경부(20b)는 상기 곡면부(Ra)가 가압되면서 상기 경사볼록부(20a) 및 상기 경사볼록부(20a)의 상부 일부가 확장되어 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 2차예비성형공정에 의해 성형된 3차 단조물(400)은 전체적인 길이가 대략 104mm가 되도록 성형될 수 있으며, 크랭크축(20)을 제외한 나머지 부분이 전체적으로 유사한 잔류응력이 분포하도록 성형된다.
상기 3차예비성형공정은, 적어도 상기 곡면부(Rb)를 가압하여 상기 확경부(20b)의 하부가 변형 및 확장되어 원반부(20c)가 형성됨과 함께 상기 3차 단조물(400)의 상단부 타측면이 더욱 후방압출되도록 성형하는 공정으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 크랭크축(20)을 지지하는 하부 성형부(h7)를 포함하는 하부금형(4A)과, 상기 3차 단조물(400)의 상부를 가압함과 함께 상기 곡면부(Rb)를 더욱 가압하여 소재가 일측으로 더 편심위치하도록 성형하는 상부 성형부(h8)를 포함하는 상부금형(4B)을 이용하여 진행할 수 있다.
구체적으로, 상기 확경부(20b)의 곡면부(Rb)가 가압되어 상기 3차 단조물(400)의 상단부 타측면이 더욱 후방압출됨과 함께 상기 확경부(20b)의 하부가 변형 및 확장되어 상기 원반부(20c)가 형성될 수 있다.
한편, 상기 3차예비성형공정에 의해 성형된 4차 단조물(500)은 전체적인 길이가 대략 98mm가 되도록 성형될 수 있으며, 크랭크축(20)을 포함한 전체 부분에서 유사한 잔류응력이 분포하도록 성형된다.
상술한 바와 같이, 1차예비성형공정, 2차예비성형공정, 3차예비성형공정으로 이뤄진 예비성형공정을 거치면서, 소재 전체의 잔류응력이 유사한 분포를 이루도록 성형할 수 있다.
이때, 상기 예비성형공정이 1차예비성형공정, 2차예비성형공정, 3차예비성형공정과 같이 3단계로 이뤄지는 것은, 소재의 길이와 직경의 길이에 따른 업세팅비에 근거한 것으로서, 한 공정에서 소재의 길이의 변화량(△h)이 직경의 길이의 변화량(△d)의 관계가 '△h ≥ 2 * △d'의 조건을 만족해야 하기 때문이며, 한 공정에서 소재의 변형량이 많아지게 되면, 형상의 왜곡이 발생하는 문제가 있다.
한편, 상기 1차예비성형공정을 진행함과 함께 상기 크랭크축(20)의 하단부에 테이퍼부(21)가 형성되도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 이외에도 상기 압출공정, 예비성형공정 및 편심성형공정 중 어느 하나의 공정에서 상기 크랭크축(20)의 단부에 테이퍼부(21)가 형성되도록 할 수 있음은 물론이다.
다음으로, 상기 편심성형공정에 대하여 설명하도록 한다.
상기 편심성형공정은 상기 예비성형공정을 마친 4차 단조물(500)의 상부를 가압하여 상기 크랭크축(20)과 상기 캠부(10)가 서로 동축상으로 형성됨과 함께 상기 크랭크축(20)과 상기 편심축(30)이 서로 편심되어 형성되도록 상기 캠부(10)와 편심축(30)을 동시에 성형하는 공정이다.
상기 예비성형공정을 통하여 4차 단조물(500)의 상부가 이미 일측으로 편심된 형상이 되어 최종 성형품(600)에 가까운 형상으로 형성되었기 때문에, 본 완성공정에서는 어느 일부분에 응력이 집중되지 않고 전체적으로 고른 응력이 분포될 수 있는 최종 성형품(600)을 성형할 수 있게 된다.
구체적으로, 상기 편심성형공정은, 상기 곡면부(Rc)가 가압되도록 하여 상기 캠부(10)가 형성되도록 함과 함께 상기 4차 단조물(500)의 상단부 타측면이 더욱 후방압출되도록 하여 상기 편심축(30)이 형성되도록 할 수 있다.
상기 편심성형공정은, 상기 크랭크축(20)을 지지하는 하부 성형부(h9) 및 상기 원반부(20c)를 성형하는 성형공간부(h10)를 포함하는 하부금형(4A)과, 상기 4차 단조물(500)의 상부를 가압함과 함께 상기 곡면부(Rc)를 더욱 가압하여 상기 편심축(30)을 성형하여 최종 성형품(600)으로 성형하는 상부금형(5B)을 이용하여 진행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 캠부의 하부에 크랭크축이 동축상으로 구비되고, 상기 캠부의 상부에 편심축이 편심되어 구비된 축비대칭 샤프트를 냉간 다단 단조 공정을 통해 제조함에 있어서, 3단계의 예비성형공정을 거친 후 편심성형공정을 진행함에 따라 상기 캠부 및 상기 캠부와 편심된 편심축을 형성함에 따라 단류선이 끊어지지 않고 응력이 전체적으로 고르게 분포할 수 있도록 하여 기계적 성질이 좋은 최종 성형품을 얻을 수 있게 된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.
100:환봉 형태의 소재
200:1차 단조물
300:2차 단조물
400:3차 단조물
500:4차 단조물
600:최종 성형품

Claims (8)

  1. 캠부, 상기 캠부의 하부에 동축상으로 구비된 크랭크축, 베이스파트의 상부에 동심파트와 편심되어 구비된 편심파트를 포함하는 비대칭 단조물의 제조방법으로서,
    a) 소재의 하부를 전방압출시켜 상기 동심파트를 성형하는 압출공정;
    b) 상기 압출공정을 마친 소재의 상부를 가압하여 상기 소재의 상부가 편심되도록 예비성형하는 예비성형공정; 및
    c) 상기 예비성형공정을 마친 소재의 상부를 가압하여 상기 동심파트와 상기 베이스파트가 서로 동축상으로 형성됨과 함께 상기 동심파트와 상기 편심파트가 서로 편심되어 형성되도록 상기 베이스파트와 편심파트를 동시에 성형하는 편심성형공정;을 포함하며,
    상기 베이스파트는 원통형의 형상으로 형성된 캠부이고, 상기 동심파트는 상기 캠부보다 작은 직경으로 형성된 크랭크축이고, 상기 편심파트는 상기 캠부보다 작은 직경으로 형성되어 상기 크랭크축과 편심된 편심축이며,
    상기 예비성형공정은,
    b-1) 상기 크랭크축에 인접한 소재의 중앙 상부에 경사볼록부가 형성됨과 함께 상기 소재의 상단면 일측에 곡면부가 형성되도록 성형하는 1차예비성형공정;
    b-2) 적어도 상기 곡면부를 가압하여 경사볼록부보다 직경이 확장된 구 형상의 확경부가 형성됨과 함께 상기 소재의 상단면 타측이 후방압출되도록 성형하는 2차예비성형공정; 및
    b-3) 적어도 상기 곡면부를 가압하여 상기 확경부의 하부가 변형 및 확장되어 원반부가 형성됨과 함께 상기 소재의 상단부 타측면이 더욱 후방압출되도록 성형하는 3차예비성형공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 단조물의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 1차예비성형공정에서,
    상기 경사볼록부는 상기 소재의 상부측에서 하부측을 향하여 점차 직경이 확장되는 상부 테이퍼부 및 상기 상부 테이퍼부의 하부에서 하방으로 연장되어 점차 직경이 축소되는 하부 테이퍼부를 포함하여 형성되며, 상기 상부 테이퍼부의 형성 길이가 상기 하부 테이퍼부의 형성길이보다 길도록 형성된 것을 특징으로 하는 비대칭 단조물의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 2차예비성형공정에서,
    상기 확경부는 상기 곡면부가 가압되면서 상기 경사볼록부 및 상기 경사볼록부의 상부 일부가 확장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 단조물의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 3차예비성형공정에서,
    상기 확경부의 곡면부가 가압되어 상기 소재의 상단부 타측면이 더욱 후방압출됨과 함께 상기 확경부의 하부가 변형 및 확장되어 상기 원반부가 형성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 단조물의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 편심성형공정은,
    상기 곡면부가 가압되도록 하여 상기 캠부가 형성되도록 함과 함께 상기 소재의 상단부 타측면이 더욱 후방압출되도록 하여 상기 편심축이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 비대칭 단조물의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 압출공정, 예비성형공정 및 편심성형공정 중 어느 하나의 공정에서 상기 크랭크축의 단부에 테이퍼부가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 비대칭 단조물의 제조방법.
KR1020160003077A 2016-01-11 2016-01-11 축비대칭 샤프트의 제조방법 KR101808560B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160003077A KR101808560B1 (ko) 2016-01-11 2016-01-11 축비대칭 샤프트의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160003077A KR101808560B1 (ko) 2016-01-11 2016-01-11 축비대칭 샤프트의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170083781A KR20170083781A (ko) 2017-07-19
KR101808560B1 true KR101808560B1 (ko) 2018-01-18

Family

ID=59427450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160003077A KR101808560B1 (ko) 2016-01-11 2016-01-11 축비대칭 샤프트의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101808560B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102017665B1 (ko) * 2017-09-27 2019-10-21 대진볼트공업(주) 코터핀 샤프트의 제조 방법
CN110340271A (zh) * 2019-07-08 2019-10-18 无锡英沪标准紧固件有限公司 一种压缩机用曲轴的制造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005238248A (ja) * 2004-02-24 2005-09-08 Nsk Ltd トロイダル型無段変速機のバリエータ部品の製造方法、トロイダル型無段変速機のバリエータ部品及びトロイダル型無段変速機

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005238248A (ja) * 2004-02-24 2005-09-08 Nsk Ltd トロイダル型無段変速機のバリエータ部品の製造方法、トロイダル型無段変速機のバリエータ部品及びトロイダル型無段変速機

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170083781A (ko) 2017-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101352799B (zh) 长轴闭塞正挤成形方法
KR101808560B1 (ko) 축비대칭 샤프트의 제조방법
JPH0215298B2 (ko)
JP5296083B2 (ja) 精密な内部形状をコアロッドで鍛造する方法
US9634419B2 (en) Cold forming method for forming power pins and power pin formed thereof
CN112719178A (zh) 车用焊接用轴承销的制造方法
RU2344897C2 (ru) Способ изготовления поковки с высокой ступичной частью, имеющей глубокую полость, горячей штамповкой
KR101932605B1 (ko) 밸런스 샤프트 제조방법
KR101473948B1 (ko) 플랜지 구조체의 제조 방법
CN113319238B (zh) 一种复杂铝合金传动轴锻件多向锻造成形的方法
RU48287U1 (ru) Штамп для изготовления полых деталей с отводами
CN115740308A (zh) 气缸的制造方法
JP4217691B2 (ja) 円筒状部品の製造方法
JP3494349B2 (ja) ヘリカルギヤの製造方法
RU2291025C1 (ru) Способ изготовления полых деталей
KR20150143975A (ko) 냉각 단조용 금형 및 커플러 제조용 냉간 단조 장치
WO2024108609A1 (zh) 异形件加工模具及设计、装配方法
RU2080955C1 (ru) Способ изготовления головок торцовых ключей с рифленой наружной поверхностью
RU2677450C1 (ru) Способ пластического образования конусных отверстий
CN215467814U (zh) 一种油轨闭式挤压模具
CN102581559B (zh) 一种铝杆制造软质铝管用铝圆片的方法
JPS6128422B2 (ko)
RU2259897C1 (ru) Способ изготовления штамповок горячим выдавливанием на прессах с подвижным контейнером
JPH0857532A (ja) 構造部材の製造方法
JP2002307130A (ja) リングギヤの製造方法及びそれに用いる装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant