KR101989078B1

KR101989078B1 - 렌치볼트 제조방법

Info

Publication number: KR101989078B1
Application number: KR1020190033432A
Authority: KR
Inventors: 김찬식
Original assignee: 김찬식
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2019-06-13

Abstract

본 발명은 볼트 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선재의 롤링과 가압공정을 통해 공급이 가능하게 하여, 직선상의 평평한 상태로의 공급 및 정확한 절단이 가능하게 하는 등 볼트 사이즈의 오차를 최소화시키며, 또한 볼트 머리부를 성형함에 있어, 단조 다이스의 회전 작동을 통한 연속된 머리부의 성형이 가능하게 하여, 그 머리부 성형이 용이하게 하면서도 신속한 성형이 가능하게 하며, 특히 머리부가 성형된 볼트의 용이한 분리가 가능하게 하며, 또한 머리부에 렌치홀을 성형함에 있어, 단조 다이스의 회전과 함께 수행이 가능하게 하여, 렌치볼트의 머리부 성형이 용이하게 하기 위한 렌치볼트 제조방법에 관한 것이다.

Description

렌치볼트 제조방법{Manufacture mothod of wrench bolt}

본 발명은 볼트 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 렌치홈을 갖는 렌치볼트를 제조함에 있어, 정밀도가 향상된 볼트의 제조가 가능하게 하는 렌치볼트 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 볼트는 봉상으로 두부에는 조이거나 플 때 사용되며 육각형, 원통형, 사각형, 삼각형 등과 같은 다양한 형상을 갖는 머리부를 이루고, 머리부의 하부로는 봉상의 몸체가 구성된 것인데, 그 몸체에는 전체 또는 일정한 길이에 해당하게 나사산이 구성된다.

한편, 이러한 볼트를 제조할 때에는 먼저 봉상의 모재의 상단을 가공하여 볼트머리를 성형(forming)한 후 몸체에 나사산을 가공한 후, 표면 처리하여 제조된다.

상기에서 볼트의 머리부를 성형하는 방법으로는 열간 단조 및 냉간단조가 있으며, 근자에는 볼트를 다단계의 프레스 상에서 냉간단조 과정을 이용하여 대량생산되고 있다.

이러한 냉간단조는 상온에 있어서 소성가공을 하여 성형하는 단조방법으로, 그 때문에 기존의 열간 단조와는 달리 가열에 의한 SCALE LOSS가 없는 것 및 제품의 던살이 없든가 있어도 극히 소량이기 때문에 재료회수율이 특히 좋은 특성을 갖는다.

그리고 사상치수 정밀도가 좋으므로 후공정의 기계가공이 불필요하거나 또는 가공공수가 대폭으로 저감되고, 평활한 상SCALE, 탈탄층 등이 없으므로 가공이 불필요 또는 가공공수가 저감되며, 소성변형시의 가공 경화를 이용하여 싼 재료를 열처리하지 않고 사용된다.

상기와 같은 냉간단조를 이용하여 볼트를 성형하는 작업공정을 살펴보면, 먼저, 릴에 감긴 금속 와이어 형태의 선재는 개시물질로써 사용되고, 적절한 선처리(풀기,직선화) 과정 후, 그 선재의 절단을 수행하며, 이후 다단계의 프레스 상에서 머리부를 냉간단조 성형하며, 이후 몸체에 대하여 전조작업을 통한 나사산을 성형하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 볼트 제조방법은 선재의 공급시 평평한 성형이 이루어지지 않을 경우 볼트의 사이즈의 오차가 발생하는 등 정밀한 볼트의 성형이 곤란한 문제점이 있었다.

또한, 볼트 머리부를 성형함에 있어 다수의 금형이 요구되는 등 그 제조과정의 복잡함과 원가의 증가를 가져왔으며, 단조금형에서 성형된 볼트의 분리 또한 용이하지 못한 문제점이 있었다.

또한, 단순한 육각머리나 삼각머리 볼트 등 돌출형 조임 구조를 이루는 볼트의 경우 성형이 용이하였으나 렌치홈을 갖는 렌치볼트의 경우 그 성형이 용이하지 못한 문제점이 있었다.

대한민국특허등록 제10-1153526호. 대한민국특허등록 제10-0672864호. 대한민국특허공개 제10-2008-0040548호.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 선재의 롤링과 가압공정을 통해 공급이 가능하게 하여, 직선상의 평평한 상태로의 공급 및 정확한 절단이 가능하게 하는 등 볼트 사이즈의 오차를 최소화시키기 위한 렌치볼트 제조방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

또한, 볼트 머리부를 성형함에 있어, 단조 다이스의 회전 작동을 통한 연속된 머리부의 성형이 가능하게 하여, 그 머리부 성형이 용이하게 하면서도 신속한 성형이 가능하게 하며, 특히 머리부가 성형된 볼트의 용이한 분리가 가능하게 하기 위한 렌치볼트 제조방법을 제공함에 본 발명의 다른 목적이 있는 것이다.

또한, 머리부에 렌치홀을 성형함에 있어, 단조 다이스의 회전과 함께 수행이 가능하게 하여, 렌치볼트의 머리부 성형이 용이하게 하기 위한 렌치볼트 제조방법을 제공함에 본 발명의 또 다른 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는, 직선화 공급장치를 이용하되, 보빈에 권취된 선재를 가압 롤링하여 권해 공급하고, 공급된 선재를 좌,우 양측에서 가압 롤링하여 수평 직선화하며, 연속하여 상,하부에서 가압 롤링하여 수직 직선화하고, 연속하여 양측에서 가압하여 선재의 직선화를 수행 및 절단을 위한 절단홈을 형성 및 선재를 잡아 고정하는 선재 직선화 공급단계;

절단장치를 이용하되, 직선화되어 고정된 선재를 일정한 길이로 전단 절단하여 볼트부재를 얻는 선재 절단단계;

볼트부재 공급장치를 이용하여 절단된 볼트부재를 수용 및 하방으로 순차적으로 하나씩 공급하는 볼트부재 공급단계;

머리부 성형장치를 이용하되, 절단된 볼트부재를 공급받아 회전 이동시키면서 냉간단조와 드릴링 작업을 통해 머리부 및 렌치홀을 성형하여 머리부와 몸체부를 형성 및 배출시키는 머리부 성형단계;

운반장치를 이용하되, 머리부 성형장치로부터 배출되는 볼트부재를 파지 운반시키는 볼트부재 운반단계; 및

전조장치를 이용하되, 운반장치로부터 공급받은 볼트부재의 몸체부 둘레에 나사산을 형성하는 전조단계를 수행함으로 달성할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명 렌치볼트 제조방법은, 선재 직선화 공급단계와, 선재 절단단계와, 머리부 성형단계와 전조단계를 수행하되, 항시 선재의 평평한 직선 형태로의 공급에 따른 절단시 오차가 예방되며, 이에 따른 항시 정확한 사이즈의 볼트 제조가 가능한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 회전식 단조 다이스를 통해 머리부의 순차적인 단조 성형이 가능하게 하면서도 성형된 볼트의 탈거가 매우 용이하게 되는 등 머리부 성형상의 편리함과 작업시간이 현격히 단축되는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 단조 다이스의 회전 작동과 함께 렌치홀의 드릴링 및 단조 성형이 동시 가능하게 되는 것인바, 렌치볼트의 머리부 성형이 매우 용이한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명 렌치볼트 제조방법을 나타낸 전체 공정도.
도 2는 본 발명 렌치볼트 제조방법의 선재 직선화 공급단계 간략도.
도 3은 본 발명 렌치볼트 제조방법의 선재 절단단계 간략도.
도 4는 본 발명 렌치볼트 제조방법의 볼트부재 공급단계 간략도.
도 5는 본 발명 렌치볼트 제조방법의 머리부 성형단계에서의 볼트부재 공급장치를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명 렌치볼트 제조방법의 머리부 성형단계에서의 볼트부재 공급장치를 나타낸 펼친 상태 단면도.
도 7은 본 발명 렌치볼트 제조방법의 머리부 성형단계 간략도.
도 8은 본 발명 렌치볼트 제조방법의 볼트부재 운반단계 간략도.
도 9는 본 발명 렌치볼트 제조방법의 전조단계에서의 전조장치를 나타낸 간략도.
도 10은 본 발명 렌치볼트 제조방법의 전조단계 간략도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 렌치볼트 제조방법을 나타낸 전체 공정도이다.

도 1의 도시와 같이 본 발명 렌치볼트 제조방법은 선재 직선화 공급단계(S100)와, 선재 절단단계(S200)와, 볼트부재 공급단계(S300)와, 머리부 성형단계(S400)와, 볼트부재 운반단계(S500)와, 전조단계(S600)를 수행하여 된다.

먼저 선재 직선화 공급단계(S100)는,

보빈에 나선 형태로 권취된 선재(10)를 가압 롤링하여 권해 공급하고, 공급된 선재(10)를 좌,우 양측에서 가압 롤링하여 수평 직선화하며, 연속하여 상,하부에서 가압 롤링하여 수직 직선화하고, 연속하여 양측에서 가압하여 선재의 직선화를 수행 및 절단을 위한 절단홈(11)을 형성 및 선재(10)를 잡아 고정하게 된다.

이를 위해, 선재 직선화 공급단계(S100)는 도 2를 참조하여 직선화 공급장치(100)를 통해 가능한 것으로, 이때 직선화 공급장치(100)는 직선화 공급장치 몸체(도면중 미도시함)에 가압 공급부(110)와, 수평 직선화부(120)와, 수직 직선화부(130)와, 수평 가이드관(140)과, 수직 가압부(150)로 구성된다.

먼저, 가압 공급부(110)는 보빈(도면중 미도시함)에 권취된 선재(10)를 권해 공급하게 구성된 것으로, 통상의 모터(도면중 미도시함) 구동되는 양측 한 쌍의 가압 공급롤(111)(111')을 이루게 구성된다.

이때, 각각의 가압 공급롤(111)(111')은 고무재로 구성되어 양측 가압 공급롤(111)(111')의 사이에 선재(10)가 가압된 상태에서 그 가압 공급롤(111)(111')이 서로 반대 방향으로 회전시 마찰력에 의해 당겨져 보빈으로부터 권해되는 한편, 후방으로 공급되게 구성된다.

상기 수평 직선화부(120)는 가압 공급부(110)의 후방으로 연속하여 배치되며, 가압 공급부(110)로부터 공급되는 선재(10)에 대하여 양측을 가압하여 수평방향 직선화 작업이 가능하게 하는 것으로, 통상의 모터(도면중 미도시함) 구동에 의해 수평 회전력을 가지는 양측 한 쌍의 수평 직선화롤(121)(121')이 한 조를 이루되, 전후로 연속하여 복수조를 이루게 구성된다.

이때, 각각의 수평 직선화롤(121)(121')은 금속재로 구성되며 각각의 둘레에는 선재(10)의 둘레와 대응되는 원호 형태를 이루는 수평 직선화홈(121a)을 이루게 구성된다.

이에, 선재(10)는 수평 직선화홈(121a)의 사이에 내재된 상태에서 소정의 가압력이 부여되면서 통과되는 것으로, 이러한 복수조의 수평 직선화롤(121)(121')을 직선 방향으로 통과하면서 수평 방향에 대한 직선화가 가능하게 된다.

상기 수직 직선화부(130)는 수평 직선화부(120)의 후방으로 연속하여 배치되며, 수평 직선화부(120)로부터 공급되는 선재(10)에 대하여 상하를 가압하여 수직방향 직선화 작업이 가능하게 하는 것으로, 통상의 모터(도면중 미도시함) 구동에 의해 수직 회전력을 가지는 상하 한 쌍의 수직 직선화롤(131)(131')이 한 조를 이루되, 전후로 연속하여 복수조를 이루게 구성된다.

이때, 각각의 수직 직선화롤(131)(131')은 금속재로 구성되며 각각의 둘레에는 선재(10)의 둘레와 대응되는 원호 형태를 이루는 수직 직선화홈(131a)을 이루게 구성된다.

이에, 선재(10)는 수직 직선화홈(131a)의 사이에 내재된 상태에서 소정의 가압력이 부여되면서 통과되는 것으로, 이러한 복수조의 수직 직선화롤(131)(131')을 직선 방향으로 통과하면서 수직 방향에 대한 직선화가 가능하게 된다.

상기 수평 가이드관(140)은 수직 직선화부(130)의 후방에 연속하여 배치되어 직선화 된 선재(10)의 직선 공급이 가능하게 구성된다.

이때, 수평 가이드관(140)은 전후 길이를 이루며 중앙이 관통된 관체 형태를 이루게 구성되며, 바람직하게는 선재(10)의 단면 직경과 공차를 두고 구성함이 바람직하다.

상기 수직 가압부(150)는 상기 수평 가이드관(140)의 후방에 연속하여 배치되어 수평 가이드관(140)을 통과한 선재(10)에 대하여 그 둘레를 가압하여 최종적으로 직선화 작업을 수행하는 한편, 후술하는 절단장치(200)를 통한 절단이 용이하도록 한다.

이때, 수직 가압부(150)는 전후 길이를 이루는 금속재 블록 형태를 이루게 구성되며 상하 대응되는 한 조를 이루는 수직 가압대(151)(151')로 구성된다.

그리고, 수직 가압대(151)(151')의 서로 대응되는 면에는 선재(10)의 둘레면과 대응되도록 반원홈 형태의 수직 가압홈(151a)을 이루게 구성된다.

그리고, 수직 가압대(151)(151')에는 상기 수직 가압홈(151a)의 후단에는 내측으로 소정 돌출되어 선재(10)를 가압하는 가압날부(151b)가 구성된다.

이에, 수직 가압부(150)는 수평 가이드관(140)을 통과한 선재(10)를 상부 및 하부에서 동시에 실린더 작동 등을 통해 가압하여 직선 상태를 고정하는 한편, 가압날부(151b)에 의해 끝단에서 상부 및 하부에 절단홈(11)을 형성하게 된다.

즉, 선재 직선화 공급단계(S100)는 가압 공급롤(111)(111')에 의해 보빈에 권취된 선재(10)를 권해 공급하고, 공급된 선재(10)를 수평 직선화롤(121)(121')을 통과시키면서 양측을 가압하여 수평방향의 곡선을 펴서 직선화시키며, 수평 직선화된 선재(10)를 수직 직선화롤(131)(131')을 통과시키면서 상하를 가압하여 수직방향의 곡선을 펴서 직선화시키고, 수직 가압대(151)(151')에 의해 수평 가이드관(140)을 통과한 선재(10)의 상하를 가압하여 고정하면서 후단에 절단홈(11)을 형성하게 된다.

이후, 선재 절단단계(S200)는,

상기 선재 직선화 공급단계(S100)에서 직선화 및 수직 가압대(151)(151')에 의해 고정된 선재(10)에 대하여 일정한 길이로 절단하여 원형봉 형태의 볼트부재(20)를 얻게 된다.

이를 위해, 선재 절단단계(S200)는 도 3을 참조하여 절단장치(200)를 통해 가능한 것으로, 이때 본 발명에서 적용되는 절단장치(200)는 새롭게 구현되는 것이 아니라 통상의 프레스 작동에 의해 전단력을 부여하여 절단하는 것이면 가능한 것으로, 상기 직선화 공급장치(100)의 수직 가압부(150) 후단과 접하는 절단툴(210)이 구성된다.

즉, 선재 절단단계(S200)는 절단툴(210)이 하강하는 과정에서 수직 가압부(150)의 수직 가압대(151)(151')에 고정 및 전방으로 돌출된 선재에 대하여 전단력을 부여하여 절단하게 되는 것으로, 이때 그 절단 위치는 상기 절단홈(11)이 되는 것으로, 그 절단홈(11)에 의해 비교적 작은 힘으로의 절단 및 정확한 절단은 물론 긴밀한 절단면을 얻을 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 얻어지는 볼트부재(20)는 선재(10)가 직선화 공급장치(100)를 통해 긴밀한 직선화가 이루어진 것인바, 그 절단된 볼트부재(20) 또한 일정한 길이를 이룰 수 있게 된다.

이후, 볼트부재 공급단계(S300)는,

절단된 볼트부재(20)를 공급받아 수용 및 후술하는 머리부 성형장치(400)로 하방으로 순차적으로 하나씩 공급하게 된다.

이를 위해, 볼트부재 공급단계(S300)는 도 4를 참조하여 볼트부재 공급장치(300)를 통해 가능한 것으로, 이때 볼트부재 공급장치(300)는 볼트부재 공급장치 몸체(도면중 미도시함)에 공급호퍼(310)와, 배출 안내관(320)과, 볼트부재 공급롤(330)(330')로 구성된다.

먼저, 공급호퍼(310)는 상기 절단장치(200)의 하부에 배치되게 구성된 것으로, 상광하협 형태를 이루게 구성되어 절단되어 낙하되는 볼트부재(20)를 원활하게 공급받을 수 있게 된다.

상기, 배출 안내관(320)은 상기 공급호퍼(310)의 하부에서 하방으로 연장 형성되게 구성된 것으로, 관통된 관체 형태를 이루어 볼트부재(20)를 수직으로 일렬 배출하게 구성된다.

상기, 볼트부재 공급롤(330)(330')은 통상의 모터(도면중 미도시함) 구동되며, 상기 배출 안내관(320)의 하부로 소정 이격되게 구성된 것으로, 배출 안내관(320)의 하방으로 배출되는 볼트부재(20)를 잡아 고정 및 배출하게 구성된다.

이때, 볼트부재 공급롤(330)(330')은 양측 대응되는 한 쌍을 이루어 배출 안내관(320)을 통해 배출되는 볼트부재(20)의 파지가 가능하게 구성된 것으로, 각각의 양단에는 호형돌부(331)(331')가 구성되며, 각각의 볼트부재 공급롤(330)(330')은 통상의 스테핑모터 작동에 의해 일정한 시간을 두고 서로 반대 방향으로 180°씩 회전 작동하게 구성된다.

즉, 볼트부재 공급단계(S300)는 공급호퍼(310)를 통해 절단된 볼트부재(20)를 회수하는 한편, 배출 안내관(320)을 통해 수직 방향으로 일렬 배출하되, 하방으로 배출된 볼트부재(20)를 볼트부재 공급롤(330)(330')가 어느 한 측의 호형돌부(331)를 통해 파지한 상태에서 회전하여 배출하게 된다.

이후, 볼트부재 공급롤(330)(330')은 180°씩 회전하게 되는 것인바, 볼트부재 공급롤(330)(330')의 회전에 의해 볼트부재(20)의 상단이 호형돌부(331)(331')의 사이에 위치시 완전 배출되게 되며, 연속하여 배출 안내관(320)에서 배출되는 볼트부재(20)는 다른 호형돌부(331')에 의해 파지 대기 상태가 된다.

이후, 머리부 성형단계(S400)는,

절단된 볼트부재(20)를 공급받아 회전 이동시키면서 순차적으로 냉간단조와 드릴링 작업을 통해 머리부(21) 및 렌치홀(22)을 성형하여 머리부(21)와 몸체부(25)를 형성시키게 된다.

이를 위해, 머리부 성형단계(S400)는 도 5 및 도 6을 참조하여 볼트부재 공급장치(300)의 하부에 배치되는 머리부 성형장치(400)를 통해 가능한 것으로, 이때 머리부 성형장치(400)는 머리부 성형장치 몸체(도면중 미도시함)에 지지플레이트(410)와, 단조 다이스(420)와, 해머부(430)와, 드릴머신(440)과, 배출부(450)로 구성된다.

먼저, 지지플레이트(410)는 금속재로 된 원형 플레이트 형태를 이루게 구성된 것으로, 일측에는 수직으로 관통되는 배출 관통홀(411)이 구성된다.

이때, 본 발명에서 배출 관통홀(411)은 지지플레이트(410)를 중심으로부터 일정한 반경에 해당하는 원주를 60° 간격으로 등분하였을 때 어느 한 곳을 0°로 할 때 300° 위치에 구성함이 바람직하다.

상기 단조 다이스(420)는 볼트부재(20)의 길이보다 큰 두께를 이루게 구성된 것으로, 금속재로 된 원형 플레이트 형태를 이루며, 상기 지지플레이트(410) 상부에 축설되어 스테핑모터(도면중 미도시함) 등에 의해 60° 간격으로 일정 시간차를 두고 회전 작동하게 구성된다.

이때, 단조 다이스(420)에는 상기 지지플레이트(410)의 배출 관통홀(411)과 동일한 원주 방향으로 60° 간격을 두고 6개가 한 조를 이루어 성형하고자 하는 볼트부재(20)가 수용되는 볼트부재 성형홈(421)(421')이 구성된다.

이때, 각각의 볼트부재 성형홈(421)(421')먼저 하부에는 볼트부재(20)의 직경과 공차를 두고 관통 형성되는 몸체 지지홈(421b)을 이루고, 그 몸체 지지홈(421b)의 상부에는 확장된 직경을 이루어 머리부의 성형이 가능한 머리부 성형홈(421a)을 이루게 구성된 것으로, 그 머리부 성형홈(421a)은 제작하고자 하는 볼트의 머리부 형상에 따라 다양하게 구성할 수 있을 것이다.

상기 해머부(430)는 상기 단조 다이스(420)의 상부로 이격 형성되어 프레스 작동에 의해 상하 작동하면서 볼트부재 성형홈(421)(421')에 하방 타격력을 부여 및 머리부의 성형이 가능하게 한다.

이때, 해머부(430)는 금속재로 된 원형 플레이트 형태를 이루되, 일측에는 상기 단조 다이스(420)의 시작지점 0° 지점에 위치되는 1개의 볼트부재 성형홈(421)이 상하로 개방되도록 볼트부재 공급홈(431)이 구성된 것으로, 볼트부재 공급홈(431)은 상기 단조 다이스(420)에 형성되는 시작점에 위치되는 하나의 볼트부재 성형홈(421)의 양측으로 30°씩 여유를 두고 구성된다.

한편, 상기 볼트부재 공급장치(300)의 배출 안내관(320)과, 호형돌부(331)(331')는 상기 볼트부재 공급홈(431)을 관통하게 상기 시작점에 위치한 볼트부재 성형홈(431)의 상부에 위치되게 구성된다.

또한, 해머부(430)에는 하부에 볼트부재(20)의 순차적인 타격에 의해 머리부의 외형 성형이 가능한 3개의 제1,2,3 외형성형툴(432)(433)(434)이 연속하여 하방 돌출 구성된다.

이때, 제1,2,3 외형성형툴(432)(433)(434)은 간격은 볼트부재 성형홈(421)(421')의 시작 지점을 0°로 할 때 60°, 120°, 180° 위치에 해당하게 구성되며, 각각은 볼트부재 성형홈(421)(421')의 머리부 성형홈(421a)의 직경에 해당하는 원통 형태를 이루되, 제1 외형성형툴(432)로부터 제3 외형성형툴(434)에 이르게 점차 돌출 정도가 길어지게 구성된다.

또한, 해머부(430)에는 상기 제3 외형성형툴(434)의 회전방향 일측으로 60° 이격 되는 위치 즉, 시작 지점으로부터 240° 위치되는 지점에는 수직으로 관통되는 드릴 관통공(435)이 구성된다.

또한, 해머부(430)에는 상기 드릴 관통공(435)의 회전방향 일측 하부에는 렌치홀의 성형이 가능하게 하는 렌치홀 성형툴(436)이 하방 돌출 구성된 것으로, 렌치홀 성형툴(436)은 머리부 성형홈(421a)에 해당하는 원통형 돌부와 그 원통형 돌부의 하부로 통상의 렌치홀의 형상과 같은 육각 돌기가 돌출되는 구조를 이루게 구성된다.

이때, 렌치홀 성형툴(436)의 간격은 상기 드릴 관통공(435)의 일측으로 60° 이격되는 위치 즉, 시작 지점으로부터 300° 위치되는 지점에서 상기 지지플레이트(410)의 배출 관통홀(411)과 동일 수직선상을 이루게 구성된다.

상기 드릴머신(440)은 상기 해머부(430)의 상부에서 드릴 관통공(435) 상부에 형성되어 외형 성형된 머리부(21)에 대하여 상부에 홈을 형성하게 구성된 것으로, 새롭게 구현되는 것이 아니라 통상의 드릴머신와 같이 먼저 드릴몸체(441)를 이루게 구성된다.

그리고, 드릴몸체(441)에는 하단에는 상기 드릴 관통공(435)으로 출몰 작동하는 드릴(447)의 장착이 가능한 척부(446)를 갖는 주축(445)이 구성된다.

이때, 드릴머신(440)은 상부에서 그 해머부(430)과 함께 상하 작동하게 구성된다.

상기 배출부(450)는 머리부(21)가 완성된 볼트부재(20)를 배출시키게 구성된 것으로, 상기 지지플레이트(410)의 하부에서 상기 배출 관통홀(411)과 수직선상을 이루게 구성된다.

이때, 배출부(450)는 실린더(452) 작동에 의해 상하 승강 작동하는 배출툴(451)을 이루게 구성된 것으로, 그 실린더(452)의 상승 작동시 배출툴(451)이 상승 및 배출 관통홀(411)을 관통하여 렌치홀(22)이 성형된 볼트부재(20)를 밀어 배출시키게 된다.

즉, 머리부 성형단계(S400)는 도 7을 참조하여 볼트부재 공급장치(300)로부터 배출되는 볼트부재(20)가 시작 위치인 0° 지점에서 시작점에 위치된 볼트부재 성형홈(421)에는 해머부(430)의 볼트부재 공급홈(431)을 통해 볼트부재(20)가 삽입 및 지지플레이트(410)에 지지되게 된다.

이때, 삽입되는 볼트부재(20)는 그 하부가 몸체 지지홈(421b)에 삽입 지지되고, 상부가 머리부 성형홈(421a)로 돌출되게 구성된다.

이후, 단조 다이스(420)가 60°(시작 지점으로부터 60°) 회전하게 되면 볼트부재(20)는 제1 외형성형툴(432)의 하부에 위치되어 해머부(430)의 하강과 함께 볼트부재(20) 상단을 타격하여 1차 성형하고, 연속하여 60°(시작 지점으로부터 120°) 회전하게 되면 볼트부재(20)는 제2 외형성형툴(433)의 하부에 위치되어 해머부(430)의 하강과 함께 볼트부재(20) 상단을 타격하여 2차 성형하고, 연속하여 60°(시작 지점으로부터 180°) 회전하게 되면 볼트부재(20)는 제3 외형성형툴(434)의 하부에 위치되어 해머부(430)의 하강과 함께 볼트부재(20) 상단을 타격하여 3차로 머리부(21)의 외형 성형이 완료되게 되는 것으로, 이러한 3차에 걸친 머리부(21)의 외형 성형은 점차 길게 형성되는 제1,2,3 외형성형툴(432)(433)(434)를 통해 점차적인 단조 성형이 가능하게 된다.

이후, 단조 다이스(420)는 다시 60°(시작 지점으로부터 240°) 회전하게 되면 볼트부재(20)는 드릴 관통공(435)의 하부에 위치되게 되며, 이때 드릴머신(440)의 주축(445)의 하강 작동에 의해 드릴(446)을 통한 머리부(21)의 상부에 홈부(22a)를 가공하게 된다.

이후, 단조 다이스(420)는 다시 60°(시작 지점으로부터 300°) 회전하게 되면 볼트부재(20)는 렌치홀 성형툴(436)의 하부에 위치되어 해머부(430)의 하강과 함께 홈부(22a)를 타격하여 렌치홀(22)을 성형하게 되는 것으로, 볼트부재(20)는 머리부(21)와 몸체부(25)를 이루게 된다.

이후, 상기와 같이 렌치홀(22)이 성형된 상태에서 해머부(430)이 상승된 상태에서 지지플레이트(410)의 하부에서는 배출부(450)가 작동하게 되는 것으로, 배출부(450)에서는 배출툴(451)이 배출 관통홀(411)을 관통 및 볼트부재 성형홈(421')으로 관통되면서 볼트부재(20)를 상부로 밀어 배출시키게 된다.

이후, 볼트부재 운반단계(S500)는,

상기 머리부 성형장치(400)에 의해 성형 및 배출되는 볼트부재(20)를 파지 및 후술하는 전조장치(600)로 운반시키게 된다.

이때, 볼트부재 운반단계(S500)는 도 8을 참조하여 운반장치(500)를 통해 가능한 것으로, 이때 운반장치(500)는 운반장치 몸체(도면중 미도시함)에 승강작동부(510)와, 회동작동부(520)와, 파지툴(530)로 구성된다.

먼저, 승강작동부(510)는 도면중 미도시 되었지만 머리부 성형장치(400)의 몸체(도면중 미도시함)에 고정되어 상하 승강을 작동을 단속하는 수직상의 승강실린더(511)가 구성된다.

그리고, 승강실린더(511)에는 승강실린더(511) 작동에 의해 상하 승강되는 승강대(512)가 구성된다.

상기 회동작동부(520)는 상기 승강대(512)에 수평 방향으로 형성되는 회동실린더(521)가 구성된다.

그리고, 회동실린더(521)의 선단에는 회동바(522)가 연결되게 구성된 것으로, 회동바(522)는 소정 길이를 가지게 구성되며, 그 중간부가 상기 승강대(512)에 축설되어 회동 작동되며, 후단이 상기 회동실린더(521)에 연결되어 그 회동실린더(521) 작동에 의해 회동 작동되게 구성된다.

상기 파지툴(530)은 상기 회동바(522)의 선단에 형성되어 단조 다이스(420)로부터 배출되는 볼트부재(20)의 파지가 가능한 것으로, 통상의 실린더 작동에 의한 양측의 회동 작동에 의해 파지 및 해제가 가능하게 구성된다.

즉, 볼트부재 운반단계(S500)는 단조 다이스(420)로부터 상부로 배출되는 볼트부재(20)를 파지툴(530)을 이용하여 파지하고, 이후 승강실린더(511) 작동에 의해 승강대(512)를 소정 상승시켜 완전 배출이 가능하게 하며, 이후 회동실린더(521) 작동에 의해 회동바(522)를 회동시켜 단조 다이스(420)로부터 이격 및 후술하는 전조장치(600)의 상부로 이동시키며, 이후 승강실린더(511) 작동에 의해 하강 및 파지툴(530)의 파지력 해제를 통해 전조장치(600)의 전조툴(610)(610')에 장착하게 된다.

이후, 전조단계(S600)는,

상기 운반장치(500)를 통해 공급받은 볼트부재(20)의 몸체부(25)에 대하여 둘레에 나사산을 형성하게 된다.

이를 위해, 전조단계(S600)는 도 9를 참조하여 전조장치(600)를 통해 가능한 것으로, 본 발명에 적용되는 전조장치(600)는 새롭게 구현되는 것이 아니라, 내주면에 나사부(611)(611')가 형성된 양측 한 쌍의 전조툴(610)(610')로 구성된다.

즉, 전조단계(S600)에서는 도 10을 참조하여 상기 운반장치(500)로부터 공급되는 볼트부재(20)의 몸체부(25)가 전조툴(610)(610')의 사이에 장착되는 것인바, 이에 양측의 전조툴(610)(610')을 가압 및 볼트부재(20)를 회전시켜 몸체부(25) 둘레에 나사산(26)을 가공함으로 렌치볼트(1)의 제조가 완료된다.

한편, 상기 실시예에서는 하나의 사이클을 통한 제조 과정에 대해 설명하였으나, 이는 각각의 직선화 공급장치(100)와, 절단장치(200)와, 볼트부재 공급장치(300)와, 머리부 성형장치(400)와, 운반장치(500)와, 전조장치(600)의 시간차를 두고 반복하여 연속된 작동을 통해 연속하여 렌치볼트(1)의 제조가 가능함은 당연할 것이다.

이상에서와 같이 본 발명 렌치볼트 제조방법은, 선재 직선화 공급단계와, 선재 절단단계와, 볼트부재 공급단계와, 머리부 성형단계와, 볼트부재 운반단계와, 전조단계의 일련의 과정을 통해 렌치볼트의 제조가 가능하되, 특히 선재 직선화 공급단계를 통해 선재의 완전한 직선화가 가능하여 항시 오차 없이 정밀한 사이즈의 절단이 가능하며, 단조 다이스의 회전 작동에 의해 머리부의 외형 성형 및 렌치홀의 성형이 가능하게 되는 등 그 머리부의 성형이 매우 편리하게 된다.

S100 : 선재 직선화 공급단계 S200 : 선재 절단단계
S300 : 볼트부재 공급단계 S400 : 머리부 성형단계
S500 : 볼트부재 운반단계 S600 : 전조단계
10 : 선재 11 : 절단홈
20 : 볼트부재 21 : 머리부
22 : 렌치홀 25 : 몸체부
100 : 직선화 공급장치 110 : 가압 공급부
111,111' : 가압 공급롤 120 : 수평 직선화부
121,121' : 수평 직선화롤 121a : 수평 직선화홈
130 : 수직 직선화부 131,131' : 수직 직선화롤
131a : 수직 직선화홈 140 : 수평 가이드관
150 : 수직 가압부 151,151' : 수직 가압대
151a : 수직 가압홈 151b : 가압날부
200 : 절단장치 210 : 절단툴
300 : 볼트부재 공급장치 310 : 공급호퍼
320 : 배출 안내관 330,330' : 볼트부재 공급롤
331,331' : 호형돌기
400 : 머리부 성형장치 410 : 지지플레이트
411 : 배출 관통홀 420 : 단조 다이스
421,421' : 볼트부재 성형홈 421a : 머리부 성형홈
421b : 몸체 지지홈 430 : 해머부
431 : 볼트부재 공급홈 432 : 제1 외형성형툴
433 : 제2 외형성형툴 434 : 제3 외형성형툴
435 : 드릴 관통공 436 : 렌치홀 성형툴
440 : 드릴머신 441 : 드릴몸체
445 : 주축 446 : 척부
447 : 드릴 450 : 배출부
451 : 배출툴 452 : 실린더
500 : 운반장치 510 : 승강작동부
511 : 승강실린더 512 : 승강대
520 : 회동작동부 521 : 회동실린더
522 : 회동바 530 : 파지툴
600 : 전조장치 610,610' : 전조툴
611,611' : 나사부

Claims

직선화 공급장치(100)를 이용하되, 보빈에 권취된 선재(10)를 가압 롤링하여 권해 공급하고, 공급된 선재(10)를 좌,우 양측에서 가압 롤링하여 수평 직선화하며, 연속하여 상,하부에서 가압 롤링하여 수직 직선화하고, 연속하여 양측에서 가압하여 선재의 직선화를 수행 및 절단을 위한 절단홈을 형성 및 선재(10)를 잡아 고정하는 선재 직선화 공급단계(S100);
절단장치(200)를 이용하되, 직선화되어 고정된 선재(10)를 일정한 길이로 전단 절단하여 볼트부재(20)를 얻는 선재 절단단계(S200);
볼트부재 공급장치(300)를 이용하여 절단된 볼트부재(20)를 수용 및 하방으로 순차적으로 하나씩 공급하는 볼트부재 공급단계(S300);
머리부 성형장치(400)를 이용하되, 절단된 볼트부재(20)를 공급받아 회전 이동시키면서 냉간단조와 드릴링 작업을 통해 머리부(21) 및 렌치홀(22)을 성형하여 머리부(21)와 몸체부(25)를 형성 및 배출시키는 머리부 성형단계(S400);
운반장치(500)를 이용하되, 머리부 성형장치(400)로부터 배출되는 볼트부재(20)를 파지 운반시키는 볼트부재 운반단계(S500); 및
전조장치(600)를 이용하되, 운반장치(500)로부터 공급받은 볼트부재(20)의 몸체부(25) 둘레에 나사산(26)을 형성하는 전조단계(S600)를 수행하여 됨을 특징으로 하는 렌치볼트 제조방법.
제 1항에 있어서,
직선화 공급장치(100)는,
마찰력을 부여하기 위해 고무재로 된 양측 한 쌍의 가압 공급롤(111)(111')로 된 가압 공급부(110);
가압 공급부(110)의 후방에 배치되며, 둘레에는 선재(10)의 둘레와 대응되는 원호 형태의 수평 직선화홈(121a)이 형성되어 수평 회전력을 가지는 양측 대응되는 2개의 수평 직선화롤(121)(121')이 한 조를 이루되, 복수 조가 연속 형성되는 수평 직선화부(120);
수평 직선화부(120)의 후방에 배치되며, 둘레에는 선재(10)의 둘레와 대응되는 원호 형태의 수직 직선화홈(131a)이 형성되어 수직 회전력을 가지는 상하 대응되는 2개의 수직 직선화롤(131)(131')이 한 조를 이루되, 복수 조가 연속 형성되는 수직 직선화부(130);
수직 직선화부(130)의 후방에 배치되며, 수직 직선화된 선재(10)가 통과하는 수평 가이드관(140); 및
수평 가이드관(140)의 후방에 배치되며, 각각은 전후 길이를 이루는 상하 대응되는 2개 한 조의 수직 가압대(151)(151')를 이루고, 각각의 수직 가압대(151)(151')의 대응되면에는 선재(10)의 둘레와 대응되는 반원홈 형태의 수직 가압홈(151a)이 형성되며, 각각의 수직 가압홈(151a)의 후단에는 내측으로 돌출되어 선재(10)에 일정한 간격으로 절단홈을 형성하는 가압날부(151b)이 형성된 수직 가압부(150)를 포함하여 구성하되,
선재 직선화 공급단계(S100)는,
가압 공급롤(111)(111')에 의해 보빈에 권취된 선재(10)를 권해 공급하고, 공급된 선재(10)를 수평 직선화롤(121)(121')을 통과시키면서 양측을 가압하여 수평방향의 곡률을 펴서 직선화시키며, 수평 직선화된 선재(10)를 수직 직선화롤(131)(131')을 통과시키면서 상하를 가압하여 수직방향의 곡률를 펴서 직선화시키고, 수직 가압대(151)(151')에 의해 수평 가이드관(140)을 통과한 선재(10)의 상하를 가압 고정하면서 후단에 절단홈(11)을 형성하여 됨을 특징으로 하는 렌치볼트 제조방법.
제 1항에 있어서,
볼트부재 공급장치(300)는,
절단되어 낙하되는 볼트부재(20)를 공급받는 공급호퍼(310);
공급호퍼(310)의 하부로 연장 형성되어 볼트부재(20)를 수직으로 배열 공급하는 볼트부재 배출 안내관(320); 및
배출 안내관(320)과 이격되는 하단에서 양측에 대응되게 형성되며, 각각에는 양단에 볼트부재(20)의 파지 및 하나씩 배출이 가능하게 하는 호형돌부(331)(331')가 형성된 양측 한 쌍의 볼트부재 공급롤(330)(330')을 포함하여 구성하되,
볼트부재 공급단계(S300)는,
양측 볼트부재 공급롤(330)(330')이 일정한 시간을 두고 서로 반대 방향으로 180°씩 회전하면서 볼트부재(20)를 하나씩 머리부 성형장치(400)로 공급함을 특징으로 하는 렌치볼트 제조방법.
제 1항에 있어서,
머리부 성형장치(400)는,
볼트부재(20)의 지지가 가능한 지지플레이트(410);
지지플레이트(410)의 상부에 축설되어 회전하면서 볼트부재(20)를 회전 이동시키는 원형 플레이트 형태의 단조 다이스(420);
단조 다이스(420)의 상부에 이격 형성되어 상하 작동하면서 볼트부재(20)의 머리부(21)를 성형하는 해머부(430);
해머부(430)과 함께 승강 작동하며, 해머부(430)를 관통 형성하여 성형된 머리부(21)를 홈파기하는 드릴머신(440); 및
머리부(21)가 완성된 볼트부재(20)를 배출시키는 배출부(450)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 렌치볼트 제조방법.
제 4항에 있어서,
지지플레이트(410)에는,
원형 플레이트 형태를 이루게 구성되며, 일측에는 수직으로 관통되는 배출 관통홀(411)이 형성되게 구성하며,
단조 다이스(420)는,
배출 관통홀(411)과 동일한 원주 방향으로 60° 간격을 두고 상부에는 머리부 성형홈(421a)이 형성되고 하부에는 몸체 지지홈(421b)을 이루는 6개 한 조의 볼트부재 성형홈(421)(421') 형성되게 구성하며,
해머부(430)는,
일측에는 회전방향 시작 위치되는 하나의 볼트부재 성형홈(421)이 상,하로 개방되는 볼트부재 공급홈(431)이 형성되고, 볼트부재 공급홈(431)의 회전 방향으로는 볼트부재 성형홈(421)(421')과 동일 원주 방향으로는 그 볼트부재 성형홈(421)(421')과 동일 수직선상을 이루게 60° 간격을 두고 머리부(21)의 외형 성형이 가능한 3개의 제1,2,3 외형성형툴(432)(433)(434)이 연속 형성되고, 제3 외형성형툴(434)의 회전방향 일측에는 60°간격을 두고 드릴 관통공(435)이 수직 관통되며, 드릴 관통공(435)의 회전방향 일측에는 60°간격을 두고 렌치홀 성형툴(436)이 형성되게 구성하며,
드릴머신(440)은,
드릴 관통공(435)을 상,하 관통하는 드릴(447)이 승강 작동하게 구성하며,
배출부(450)는,
지지플레이트(410)의 하부에서 배출 관통홀(411)과 수직선상을 이루며, 실린더(452) 작동에 의해 상하 승강 작동하면서 끝단에 위치되는 볼트부재 성형홈(421')에 위치된 볼트부재(20)를 상부로 밀어 배출시키는 배출툴(451)로 구성하되,
머리부 성형단계(S400)는,
볼트부재 공급장치(300)로부터 회전방향 시작단에 위치되는 볼트부재 성형홈(421)에 볼트부재(20)를 공급받아 단조 다이스(420)를 60°간격으로 일정한 시간차를 두고 회전시키면서 제1,2,3 외형성형툴(432)(433)(434)을 이용하여 반복하여 타격하여 머리부(21)의 외형을 형성하고, 드릴 관통공(435)의 하부에 위치시 드릴머신(40)에 의해 머리부(21) 상부에 홈부(22a)를 가공하며, 렌치홀 성형툴(436)의 하부에 위치시 렌치홀 성형툴(436)에 의해 홈부(22a)를 타격 및 렌치홀(22)을 성형하고, 배출 관통홀(411)에 위치시 배출툴(451)의 상승 작동에 의해 볼트부재 성형홈(421')으로부터 상부로 배출되게 함을 특징으로 하는 렌치볼트 제조방법.
제 1항에 있어서,
운반장치(500)는,
승강을 단속하는 승강실린더(511)와, 승강실린더(511)에 형성되어 승강 작동하는 승강대(512)로 된 승강작동부(510);
승강대(512)에 형성되는 회동실린더(521)와, 중간부가 승강대(512)에 축설되고 후단이 회동실린더(521)에 연결되어 회동실린더(521) 작동에 의해 회동 작동하는 회동바(522)로 된 회동작동부(520); 및
회동바(522)의 선단에 형성되어 성형된 볼트부재(20)를 파지하는 파지툴(530)을 포함하여 구성하되,
볼트부재 운반단계(S500)는,
머리부 성형장치(400)로부터 배출되는 볼트부재(20)를 파지툴(530)을 이용하여 파지 및 승강작동부(510)의 상승 작동과, 회동작동부(520) 작동에 의해 전조장치(600)로 회동 작동과, 승강작동부(510)의 하강 작동에 의해 전조장치(600)에 장착시킴을 특징으로 하는 렌치볼트 제조방법.