KR101996997B1 - Manufacturing method for end yoke of propeller shaft universal joini of rear wheel drive vehicles - Google Patents
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Abstract
후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법에 관한 것으로,
주물방식으로 엔드 요크의 외형을 성형하는 주조단계; 주조단계에서 성형된 주조품에 필요한 기계적 성질을 부여하는 오스템퍼링 열처리단계; 오스템퍼링 열처리단계를 거친 주조품의 조립부위를 가공하는 가공단계;를 포함하는 기술 구성을 통하여
고강도, 고품질의 엔드 요크를 제조할 수 있게 되고, 생산성 향상과 원가절감을 도모할 수 있게 되는 것이다.A method of manufacturing an end yoke of a propeller shaft universal joint of a rear-wheel drive vehicle,
A casting step of shaping the contour of the end yoke in a casting manner; An austempering heat treatment step of imparting mechanical properties required for the molded article in the casting step; And a machining step of machining the assembled part of the casting after the os tempering heat treatment step.
A high-strength and high-quality end yoke can be manufactured, productivity can be improved, and cost can be reduced.
Description
본 발명은 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 주물방식으로 간편하게 제조할 수 있도록 하면서도 강도, 내마모성 등의 기계적 성질이 우수한 엔드 요크를 제조하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an end yoke of a propeller shaft universal joint of a rear-wheel drive vehicle, and more particularly, to manufacturing an end yoke excellent in mechanical properties such as strength and abrasion resistance while being easily manufactured in a casting method.
일반적으로 후륜 구동 차량에는 변속기(Transmission)로부터 전해진 엔진의 동력을 리어 액슬(Rear Axle)로 전달해서 차량이 구동될 수 있도록 하는 프로펠러 샤프트(Propeller Shaft)가 차체의 길이방향으로 설치되어 있다.Generally, a rear-wheel drive vehicle is provided with a propeller shaft in the longitudinal direction of the vehicle body for transmitting the power of the engine transmitted from the transmission to the rear axle so that the vehicle can be driven.
프로펠러 샤프트는 변속기에 전달된 엔진의 구동력을 후륜 차축으로 전달시키는 핵심 구동축으로서 주행 중 리어 액슬 및 엔진 변속기의 운동변위로 인해 두 회전 중심이 상호 임의의 각도로 교차되어 회전하더라도 원활한 동력 전달을 가능하게 하는 안전기능상의 보안부품으로 분류된다.The propeller shaft is a core drive shaft that transmits the driving force of the engine transmitted to the transmission to the rear wheel axle. It enables the transmission of smooth power even when the two rotation centers cross each other at an arbitrary angle due to the displacement of the rear axle and the engine transmission. The security function is classified as a security function.
따라서 주행 중 정적 및 동적 평형을 지속적으로 유지하며 강한 비틀림과 고속회전을 수행하는 부품인 프로펠러 샤프트는 고유진동 및 내구성을 감안한 설계가 필요하며 제조공정별 완벽한 품질관리가 요구된다.Therefore, the propeller shaft, which is a component that maintains static and dynamic equilibrium continuously while performing strong torsion and high speed rotation, needs a design considering inherent vibration and durability and requires perfect quality control by each manufacturing process.
도 1은 프로펠러 샤프트 결합부의 사시도이고, 도 2는 유니버셜 조인트의 분해 사시도이고, 도 3은 엔드 요크의 실물 사진이다.Fig. 1 is a perspective view of a propeller shaft coupling portion, Fig. 2 is an exploded perspective view of a universal joint, and Fig. 3 is an actual photograph of an end yoke.
엔진 변속기 측 프로펠러 샤프트와 리어 액슬 측 프로펠러 샤프트는 유니버셜 조인트(Universal Joint)로 연결된다.The propeller shaft on the engine transmission side and the propeller shaft on the rear axle side are connected by a universal joint.
유니버셜 조인트는 한 쌍의 프로펠러 샤프트의 연결측에 조립되는 한 쌍의 엔드 요크; 한 쌍의 엔드 요크를 연결하는 십자축;을 포함한다.The universal joint includes a pair of end yokes assembled to a connecting side of a pair of propeller shafts; And a cross shaft connecting the pair of end yokes.
유니버셜 조인트의 구성 부품 중에서 특히 엔드 요크(End Yoke)는 전/후단 프로펠러 샤프트의 동력 전달을 위해 엔진의 진동과 리어 액슬의 진동방향이 상이하기 때문에 일직선상에 있지 않아 두 개의 축을 연결하여 자유로이 회전하도록 커플링 역할을 하는 유니버셜 조인트의 핵심부품이다.Among the components of the universal joint, especially the end yoke, since the vibration direction of the engine and the rear axle are different from each other in order to transmit the power of the front / rear propeller shafts, It is a core part of a universal joint that acts as a coupling.
일반적으로 엔드 요크는 단조 공정으로 전체 형상을 만든 후 슬립구간을 드릴로 가공한 후 보링 작업으로 한번 더 가공이 이어지고 브로칭 가공으로 치형을 완성하는 형태로 제조된다.Generally, the end yoke is manufactured by drilling the slip section after making the entire shape by the forging process, and once again machining by the boring operation and completing the tooth profile by broaching processing.
엔드 요크는 치형이 맞물린 상태로 회전을 하면서 동력을 전달하기 때문에 치형의 마모로 인한 동력손실이 발생하므로 군용차량이나 대형 상용차와 같이 높은 비틀림 강도를 요구하는 차량에서는 고강도 고성능의 개발이 요구된다.Since the end yoke transmits the power while rotating in a state where the teeth are engaged, the power loss due to the wear of the teeth is generated. Therefore, a high strength and high performance is required for a vehicle requiring high torsional strength such as a military vehicle or a large commercial vehicle.
상용차는 공차중량이 승용차보다 5배 이상 무겁고 공차중량의 2배 이상의 화물을 적재하기 때문에 운행 중 동력 제동 내구 성능이 매우 중요하다.The performance of the power braking endurance is very important for a commercial vehicle because the weight of the commercial vehicle is more than five times the weight of the passenger car and the cargo is more than twice the weight of the car.
상용차는 운행기간과 거리가 길어 대당 유지관리비용이 승용차보다 많이 들게 되며, 북미시장의 경우 상용차 1대의 연간 유지관리비용이 승용차의 $1,520보다 22% 높은 $1,840이다.Commercial vehicles cost more than passenger cars due to their long service life and distance. In the North American market, the annual maintenance cost of a commercial vehicle is $ 1,840, which is 22% higher than the $ 1,520 of a passenger car.
따라서 상용차 부품의 내구성 저하는 유지관리비용 상승과 운휴손실 증가로 이어져 영업자의 실적에 악영향을 미친다.Therefore, the durability of commercial vehicle parts is detrimental to the operating results of the company, which leads to higher maintenance expenses and increased idle loss.
하기의 특허문헌 1에는 자동차용 추진축의 슬립요크 제조방법이 개시되어 있다.The following Patent Document 1 discloses a method of manufacturing a slip yoke of a propelling shaft for an automobile.
특허문헌 1의 슬립요크의 제조방법은 요크부와 슬립부로 구성된 자동차용 추진축의 슬립요크에 있어서, 상기 요크부는 단조로 별도 성형되고, 슬립구간인 슬립부는 고장력 파이프류를 이용하여 개별 가공한 후에 상기 요크부와 슬립부를 용접을 통해서 결합하는 방식으로 내부 구조를 변경 설계하는 데 그 특징을 갖는 것이다.The method of manufacturing the slip yoke of Patent Document 1 is characterized in that in a slip yoke of a propelling shaft for a vehicle comprising a yoke portion and a slip portion, the yoke portion is separately formed by forging, and the slip portion, which is a slip portion, And the inner structure is changed and designed by coupling the yoke portion and the slip portion through welding.
하기의 특허문헌 2에는 자동차용 유니버셜 조인트의 파이프조인트 및 그 제조방법이 개시되어 있다.The following
특허문헌 2의 자동차용 파이프조인트의 제조방법은 소재를 다이스에 삽입하고 펀치로 가압 소성 변형시켜 파이프부와 요크부로 이루어진 파이프조인트를 성형하는 제1공정; 제1공정에서 발생한 요크부의 버(Burr)를 제거하는 제2공정; 파이프부를 스플라인의 형상과 대응되는 형상을 갖는 다이스에 고정시키고, 단면이 스플라인의 형상을 갖는 펀치를 파이프부의 끝단부 쪽에서 압입하여 파이프부 자체를 스플라인 형상으로 성형하는 제3공정; 요크부에 조인트를 연결하기 위하여 연결홀을 가공하는 제4공정을 포함한다.A method of manufacturing an automobile pipe joint according to
특허문헌 1, 2를 포함한 종래 기술에 따른 단조방식의 엔드 요크 제조방법은 주물방식에 비해 강도 및 그밖의 기계적 성질이 우수한 엔드 요크를 제조할 수 있게 되는 것이지만 제조가 번거롭고 비용이 많이 들게 되는 문제가 있었다.The end yoke manufacturing method according to the prior art including the
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 주물방식으로 간편하게 제조할 수 있도록 하면서도 강도, 내마모성 등의 기계적 성질이 우수한 고품질의 엔드 요크를 제조할 수 있도록 하는 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법을 제공하는 데에 있는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a propeller of a rear wheel drive vehicle capable of manufacturing a high quality end yoke excellent in mechanical properties such as strength and abrasion resistance, And to provide a method of manufacturing an end yoke of a shaft universal joint.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법은 주물방식으로 엔드 요크의 외형을 성형하는 주조단계; 주조단계에서 성형된 주조품에 필요한 기계적 성질을 부여하는 오스템퍼링 열처리단계; 오스템퍼링 열처리단계를 거친 주조품의 조립부위를 가공하는 가공단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an end yoke of a propeller shaft universal joint of a rear-wheel drive vehicle, comprising: casting a contour of an end yoke in a casting manner; An austempering heat treatment step of imparting mechanical properties required for the molded article in the casting step; And a machining step of machining the assembled portion of the casting after the osse tempering heat treatment step.
본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법에서 주조단계는, 주철을 포함한 원자재 및 부자재를 준비하는 단계; 준비된 원자재 및 부자재를 용해하는 단계; 분광분석기를 통하여 각 차지별 용탕 성분을 분석하는 단계; 금형을 이용하여 주형을 제작하는 단계; 조형된 주형에 용탕을 주입하는 단계; 주입된 용탕을 냉각하고, 주조품과 주물사를 분리하는 단계; 주조 방안 제거후 제품을 꺼내어 청정 작업을 실시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing the end yoke of the propeller shaft universal joint of the rear wheel drive vehicle according to the present invention, the casting step includes: preparing raw materials and auxiliary materials including cast iron; Dissolving the prepared raw materials and auxiliary materials; Analyzing molten metal components for each charge through a spectrometer; Fabricating a mold using a mold; Injecting molten metal into the formed mold; Cooling the injected molten metal, and separating the casting and the molding sand; Removing the casting solution and removing the product to perform a cleaning operation.
본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법은 주철의 용융과정에서 규소(Si), 망간(Mn), 마그네슘(Mg)를 첨가하되, 주철의 탄소 함유량은 3.0~4.0 중량%이고, 규소(Si)의 함유량은 2.0~3.0 중량%이고, 망간(Mn)의 함유량은 0.2~0.6 중량%이고, 마그네슘(Mg)의 함유량은 0.015~0.5 중량% 인 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing an end yoke of a propeller shaft universal joint of a rear wheel drive vehicle according to the present invention comprises adding silicon (Si), manganese (Mn), and magnesium (Mg) in a melting process of cast iron, , The content of silicon (Si) is 2.0 to 3.0 wt%, the content of manganese (Mn) is 0.2 to 0.6 wt%, and the content of magnesium (Mg) is 0.015 to 0.5 wt%.
본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법에서 오스템퍼링 열처리단계는, 소재 입고 및 장입준비단계; 주조단계에서 주조된 주조품을 열처리로에 투입하여 920±10℃의 온도에서 120±30분 동안 가열하는 소입단계; 소입단계에서 가열된 주조품을 염욕조에 투입하여 370±10℃의 온도에서 120±30분 동안 냉각하는 염욕냉각단계; 주조품을 염욕조에서 꺼내어 상온에 이를 때까지 냉각하는 상온냉각단계; 50~90℃의 물로 주조품을 세척하여 염을 제거하는 세척단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing an end yoke of a propeller shaft universal joint of a rear-wheel drive vehicle according to the present invention, an Austempering heat treatment step includes: A step of putting the cast article cast in the casting step into a heat treatment furnace and heating it at a temperature of 920 占 폚 to 120 占 30 minutes; A salt bath cooling step in which the cast product heated in the quenching step is put into a salt bath and cooled at a temperature of 370 ± 10 ° C for 120 ± 30 minutes; A room temperature cooling step of taking the casting product out of the salt bath and cooling it to room temperature; And a washing step of washing the casting with water at 50 to 90 DEG C to remove the salt.
본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법에서 가공단계는, 오스템퍼링 열처리된 주조품의 프로펠러 샤프트 결합부(11)의 외경과 내경을 절삭하는 제1절삭단계; 프로펠러 샤프트 결합부(11)의 십자축 결합부(12) 쪽의 내경을 절삭하는 제2절삭단계; 고주파 열처리 장비를 통해 프로펠려 샤프트 결합부(11)의 외부를 고주파 유도가열하는 고주파 열처리단계; 브로칭 기계를 통해 프로펠러 샤프트 결합부(11)의 내주에 프로펠러 샤프트의 스플라인과 결합되는 스플라인을 형성하는 스플라인 브로칭단계; 브로칭 기계를 통해 십자축 결합부의 내면의 십자축이 안착되는 부위를 가공하는 표면 브로칭단계; 십자축 지지부재를 조립하기 위한 나사구멍를 형성하는 드릴링 및 탭핑단계; 프로펠러 샤프트와 함께 회전하는 십자축 결합부의 발란스를 조정하는 발란싱단계; 프로펠러 샤프트 결합부의 외경을 정밀 연마하는 연마단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the end yoke manufacturing method of the propeller shaft universal joint of the rear wheel drive vehicle according to the present invention, the machining step includes a first cutting step of cutting the outer diameter and the inner diameter of the propeller
본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법에 의하면, 고강도, 고품질의 엔드 요크를 안정적으로 제조할 수 있게 되므로 엔드 요크의 생산성 향상과 원가 절감을 도모할 수 있게 된다.According to the method for manufacturing the end yoke of the propeller shaft universal joint of the rear wheel drive vehicle according to the present invention, it is possible to stably manufacture the end yoke of high strength and high quality, so that the productivity of the end yoke can be improved and the cost can be reduced.
본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법에 의하면, 엔드 요크의 경량화에 따른 동력손실 저감으로 후륜 구동 차량의 연비 향상을 도모할 수 있게 된다.According to the method for manufacturing the end yoke of the propeller shaft universal joint of the rear wheel drive vehicle according to the present invention, it is possible to improve the fuel economy of the rear wheel drive vehicle by reducing the power loss due to the weight reduction of the end yoke.
본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법에 의하면, 엔드 요크의 내마모성 향상에 따른 부품 수명 증가로 후륜 구동 차량의 유지관리비용을 절감할 수 있게 된다.According to the end yoke manufacturing method of the propeller shaft universal joint of the rear wheel drive vehicle according to the present invention, it is possible to reduce the maintenance cost of the rear wheel drive vehicle by increasing the service life of the end yoke due to the improvement of the wear resistance of the end yoke.
도 1은 프로펠러 샤프트 결합부의 사시도,
도 2는 유니버셜 조인트의 분해 사시도,
도 3은 엔드 요크의 실물 사진,
도 4는 본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법으로 제조되는 엔드 요크의 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법의 공정순서도,
도 6은 본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법의 주조단계의 공정순서도,
도 7은 본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법의 주조단계에서 제작된 주조품의 정면 사진 및 평면 사진,
도 8은 오스템퍼링 열처리 공정 모식도,
도 9는 본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법의 오스템퍼링 열처리단계의 공정순서도,
도 10은 본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법의 가공단계의 공정순서도,
도 11은 본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법의 가공단계의 공정 모식도.1 is a perspective view of a propeller shaft engaging portion,
2 is an exploded perspective view of a universal joint,
Fig. 3 is a photograph of a real end yoke,
4 is a perspective view of an end yoke manufactured by a method of manufacturing an end yoke of a propeller shaft universal joint of a rear wheel drive vehicle according to the present invention,
5 is a process flow diagram of a method for manufacturing an end yoke of a propeller shaft universal joint of a rear wheel drive vehicle according to the present invention,
6 is a process flow diagram of a casting step of a method of manufacturing an end yoke of a propeller shaft universal joint of a rear wheel drive vehicle according to the present invention,
7 is a front view and a plane photograph of the casting produced in the casting step of the end yoke manufacturing method of the propeller shaft universal joint of the rear wheel drive vehicle according to the present invention,
8 is a schematic view of an osse tempering heat treatment process,
Fig. 9 is a flow chart of the process of the osmanaging heat treatment step of the end yoke manufacturing method of the propeller shaft universal joint of the rear wheel drive vehicle according to the present invention,
Fig. 10 is a flow chart of the process steps of the method of manufacturing the end yoke of the propeller shaft universal joint of the rear wheel drive vehicle according to the present invention,
11 is a schematic diagram of a process of a process step of a method of manufacturing an end yoke of a propeller shaft universal joint of a rear wheel drive vehicle according to the present invention.
이하 본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing an end yoke of a propeller shaft universal joint of a rear-wheel drive vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.In the following, the terms "upward", "downward", "forward" and "rearward" and other directional terms are defined with reference to the states shown in the drawings.
도 4는 본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법으로 제조되는 엔드 요크의 사시도이다.4 is a perspective view of an end yoke manufactured by a method of manufacturing an end yoke of a propeller shaft universal joint of a rear wheel drive vehicle according to the present invention.
본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법으로 제조되는 엔드 요크(10)는 프로펠러 샤프트 결합부(11)의 일측에 십자축 결합부(12)가 마련된 형태이다.The
도 5는 본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법의 공정순서도이다.5 is a process flow diagram of a method for manufacturing an end yoke of a propeller shaft universal joint of a rear-wheel drive vehicle according to the present invention.
본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법은 주조단계; 오스템퍼링 열처리단계; 가공단계;를 포함한다.A method of manufacturing an end yoke of a propeller shaft universal joint of a rear wheel drive vehicle according to the present invention comprises: casting; Austempering heat treatment step; Processing step.
주조단계는 용융과정에서 규소(Si), 망간(Mn), 마그네슘(Mg) 등의 특수 원소를 첨가한 주철을 주형에 부어서 구상흑연주철의 엔드 요크 외형을 만드는 단계이다.The casting step is the step of making the end yoke shape of the spheroidal graphite cast iron by pouring the cast iron with special elements such as silicon (Si), manganese (Mn) and magnesium (Mg) added in the melting process.
이때 주철의 탄소 함유량은 3.0~4.0 중량%이고, 첨가되는 성분중에 규소(Si)의 함유량은 2.0~3.0 중량%, 망간(Mn)의 함유량은 0.2~0.6 중량%, 마그네슘(Mg)의 함유량은 0.015~0.5 중량%가 바람직하다.The content of silicon (Si) is 2.0 to 3.0 wt%, the content of manganese (Mn) is 0.2 to 0.6 wt%, the content of magnesium (Mg) is 0.015 to 0.5% by weight is preferable.
탄소의 함유량의 3.0 중량% 미만이면 얇은 단면에서 칠드(Chilled)화가 되고, 탄소의 함유량의 4.0 중량%를 초과하면 구상화 퇴화 및 유동성이 낮아진다.If it is less than 3.0 wt% of the carbon content, it becomes chilled at a thin cross section, and if it exceeds 4.0 wt% of the carbon content, the deformation and the fluidity are decreased.
규소는 페라이트 기지유도를 하는 성분으로, 규소의 함유량이 2.0 중량% 미만이면 칠드(Chilled)가 발생할 우려가 많고, 규소의 함유량이 3.0 중량%를 초과하면 용탕 유동성이 낮아지고 수축이 발생할 우려가 있다.Silicon is a component for inducing ferrite base. When the content of silicon is less than 2.0% by weight, chilled is likely to occur. When the content of silicon exceeds 3.0% by weight, the flowability of molten metal is lowered and shrinkage may occur .
망간은 탄화물 촉진원소이고, 망간의 함유량이 0.2 중량% 미만이면 페라이트 기지유도가 원활하지 않게 되고, 망간의 함유량이 0.5 중량%를 초과하면 펄라이트 기지유도가 원활하기 않게 된다.Manganese is a carbide-promoting element. When the content of manganese is less than 0.2 wt%, ferrite base induction is not smooth. When the content of manganese exceeds 0.5 wt%, induction of pearlite base is not smooth.
마그네슘은 흑연 구상화를 위한 성분으로, 마그네슘의 함유량이 0.015 중량% 미만이면 구상화율이 떨어지게 되고, 마그네슘의 함유량이 0.5 중량%를 초과하면 탄화물 형성, 드로스, 기포결함이 발생될 우려가 많게 된다.Magnesium is a component for spheroidizing graphite. When the content of magnesium is less than 0.015 wt%, the spheroidization ratio is lowered. When the content of magnesium is more than 0.5 wt%, carbide formation, dross and bubble defects are likely to occur.
도 6은 본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법의 주조단계의 공정순서도이다.6 is a process flow diagram of the casting step of the end yoke manufacturing method of the propeller shaft universal joint of the rear wheel drive vehicle according to the present invention.
주조단계는 고철이나 선철을 비롯한 각종 원자재 및 부자재를 준비하는 단계; 준비된 원자재 및 부자재를 용해하는 단계; 분광분석기를 통하여 각 차지별 용탕 성분을 분석하는 단계; 금형을 이용하여 주형을 제작하는 단계; 조형된 주형에 용탕을 주입하는 단계; 주입된 용탕을 냉각하고, 주조품과 주물사를 분리하는 단계; 주조 방안 제거후 제품을 꺼내어 청정 작업을 실시하는 단계;를 포함한다.A step of preparing various raw materials and auxiliary materials including scrap iron and pig iron; Dissolving the prepared raw materials and auxiliary materials; Analyzing molten metal components for each charge through a spectrometer; Fabricating a mold using a mold; Injecting molten metal into the formed mold; Cooling the injected molten metal, and separating the casting and the molding sand; Removing the casting solution and removing the product to perform a cleaning operation.
원자재 및 부자재를 용해하는 단계에서 원자재와 부자재를 용해하는 용해로는 일정 용량의 저주파 유도로를 이용할 수 있으며, 출탕온도는 예를 들어 1,520℃ 정도일 수 있다.In the melting stage of raw materials and auxiliary materials, a low-frequency induction furnace of a certain capacity can be used as a melting furnace for dissolving raw materials and auxiliary materials, and the temperature of the hot water may be, for example, about 1,520 ° C.
도 7은 본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법의 주조단계에서 제작된 주조품의 정면 사진 및 평면 사진이다.7 is a front view and a plane photograph of the casting manufactured in the casting step of the end yoke manufacturing method of the propeller shaft universal joint of the rear wheel drive vehicle according to the present invention.
오스템퍼링 열처리단계는 주조품의 기지조직을 개선하여 성질을 강인화시키기 위한 것이다.The austempering heat treatment step is to improve the base texture of the casting to strengthen the properties.
오스템퍼링(Austempering)은 강(鋼)에 점성(粘性)과 강도를 부여하고, 담금질 균열을 방지하기 위해 오스테나이트 범위에서부터 열욕(熱浴) 속에서 급랭하여 그 온도에서 충분히 변태를 시킨 다음 실온(室溫)까지 서서히 식히는 조작을 말한다.Austempering imparts viscosity and strength to steel and quenched from the austenite range in a hot bath to prevent quenching cracking and is fully transformed at that temperature and then cooled to room temperature Cold weather ").
구상흑연주철의 기지는 페라이트(ferrite)와 펄라이트(pearlite)의 혼합조직으로 이루지며, 가열 및 고온 유지과정에서 완전히 오스테나이트(austenite)로 변태하게 되고 항온냉각(austempering) 과정에서 오스페라이트(ausferrite)라 불리는 침상의 페라이트(ferrite)와 고탄소 안정화된 오스테나이트(austenite)로 변태하게 된다.The base of the spheroidal graphite cast iron is composed of a mixture structure of ferrite and pearlite and is completely transformed into austenite during the heating and maintaining at high temperature and is transformed into austemperite during the austempering process, Which is transformed into ferrite and high carbon stabilized austenite.
즉, 오스페라이트(Ausferrite) 조직은 고강도, 고인성의 구상흑연주철이 되는 것이다.That is, the Ausferrite structure becomes a high strength, high-strength spheroidal graphite cast iron.
일반적으로 구상흑연주철을 오스템퍼 처리하여 기지를 오스테나이트와 베이나이트의 혼합 조직으로 하면 인장강도는 100kgf/㎟을 초과하며, 연신, 충격치, 피로강도도 높고, 내마모성도 갖는 우수한 재료(ADI; Austemperd Ductile Iron)가 된다.Generally, when the spheroidal graphite cast iron is subjected to ostemper treatment and the matrix is made of a mixture of austenite and bainite, excellent materials having a tensile strength exceeding 100 kgf /
그 특성에서 종래는 단강품이나 특수강에 한정되는 가혹한 조건에서 사용되는 부품에도 사용이 가능하다.It can be used for parts used in harsh conditions which are conventionally limited to forgings and special steels.
제조법으로는 일반의 구상흑연주철의 조성에 소량의 Cu, Mo, Mn, Ni을 첨가하여 오스템퍼 처리(예를 들면 820~830℃로 10~60min 유지하여 오스테나이트화한 후 375℃로 2min 이내로 급랭, 그 온도로 5~60min 유지)한다.As a preparation method, a small amount of Cu, Mo, Mn and Ni is added to the composition of the general nodular graphite cast iron and the mixture is austenitized (for example, maintained at 820 to 830 ° C for 10 to 60 minutes and then austenitized at 375 ° C for 2 minutes Quenching and holding at that temperature for 5 to 60 minutes).
이에 따라 기지는 상부 베이나이트(60~70%)와 오스테나이트(30~40%)의 조직으로 되고, 인장강도는 약 100kgf/㎟이 얻어진다.Thus, the matrix is composed of upper bainite (60 to 70%) and austenite (30 to 40%), and a tensile strength of about 100 kgf /
도 8은 오스템퍼링 열처리 공정 모식도이고, 도 9는 본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법의 오스템퍼링 열처리단계의 공정순서도이다.Fig. 8 is a schematic view of the osse tempering heat treatment process, and Fig. 9 is a process flow chart of the oust tempering heat treatment step of the end yoke manufacturing method of the propeller shaft universal joint of the rear wheel drive vehicle according to the present invention.
오스템퍼링 열처리단계는 소재 입고 및 장입준비단계, 소입단계, 염욕냉각단계, 상온냉각단계, 세척단계를 포함한다.The austempering heat treatment step includes a material receiving and charging preparation step, a quenching step, a salt bath cooling step, a room temperature cooling step, and a cleaning step.
소입단계는 주조단계에서 주조된 주조품을 열처리로에 투입하여 920±10℃의 온도에서 120±30분 동안 가열한다.In the quenching step, the cast product cast in the casting step is put into a heat treatment furnace and heated at a temperature of 920 ± 10 ° C for 120 ± 30 minutes.
염욕냉각단계는 소입단계에서 가열된 주조품을 염욕조에 투입하여 370±10℃의 온도에서 120±30분 동안 냉각한다.In the salt bath cooling step, the cast product heated in the quenching step is put into a salt bath and cooled at a temperature of 370 ± 10 ° C for 120 ± 30 minutes.
상온냉각단계는 주조품을 염욕조에서 꺼내어 상온에 이를 때까지 냉각한다.In the room temperature cooling step, the castings are taken out of the salt bath and cooled to room temperature.
세척단계는 50~90℃의 물로 주조품을 세척하여 염을 제거한다.The washing step is to wash the casting with water at 50 to 90 ° C to remove the salt.
가공단계는 프로펠러 샤프트 결합부(11)의 내경 및 외경을 정밀한 칫수로 가공하고, 프로펠러 샤프트 결합부(11)의 내주에 프로펠러 샤프트와의 결합을 위한 스플라인을 형성하고, 십자축 결합부(12)의 안착부를 절삭하고, 십자축 결합부(12)에 십자축 지지부재 결합을 위한 나사구멍을 형성하는 단계이다.In the machining step, the inner and outer diameters of the propeller
도 10은 본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법의 가공단계의 공정순서도이고, 도 11은 본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법의 가공단계의 공정 모식도이다.Fig. 10 is a process flow chart of the processing step of the method of manufacturing the end yoke of the propeller shaft universal joint of the rear wheel drive vehicle according to the present invention, and Fig. 11 is a view showing the process of the end yoke manufacturing method of the propeller shaft universal joint of the rear wheel drive vehicle according to the present invention Fig.
가공단계는 제1절삭단계, 제2절삭단계, 고주파 열처리단계, 스플라인 브로칭단계, 표면 브로칭단계, 드릴링 및 탭핑단계, 발란싱단계, 연마단계를 포함한다. The machining step includes a first cutting step, a second cutting step, a high frequency heat treatment step, a spline broaching step, a surface broaching step, a drilling and tapping step, a balancing step, and a polishing step.
제1절삭단계는 오스템퍼링 열처리된 주조품의 프로펠러 샤프트 결합부(11)의 외경과 내경을 절삭하는 단계이다.The first cutting step is a step of cutting the outer diameter and the inner diameter of the propeller
제1절삭단계에서는 십자축 결합부(12)를 척킹한 후 프로펠러 샤프트 결합부(11)의 프로펠러 샤프트의 내부에 삽입될 프로펠러 샤프트 결합부(11)의 선단부 외경과 스플라인이 형성될 프로펠러 샤프트 결합부(11) 쪽의 내경을 절삭한다.In the first cutting step, the outer diameter of the leading end of the propeller
도 11의 (a)는 제1절삭단계의 가공부위를 나타낸다.11 (a) shows a machining site of the first cutting step.
제2절삭단계는 프로펠러 샤프트 결합부(11)의 십자축 결합부(12) 쪽의 내경을 절삭하는 단계이다.The second cutting step is a step of cutting the inner diameter of the propeller
제2절삭단계에서는 프로펠러 샤프트 결합부(11)를 척킹한 후 프로펠러 샤프트 결합부(11)의 십자축 결합부(12) 쪽의 내경을 절삭한다.In the second cutting step, the propeller
도 11의 (b)는 제2절삭단계의 가공부위를 나타낸다.Fig. 11 (b) shows the machining portion of the second cutting step.
고주파 열처리단계는 프로펠러 샤프트 결합부의 강도를 높이기 위한 것으로, 고주파 열처리 장비를 통해 프로펠러 샤프트 결합부(11)의 외부를 고주파 유도가열한다.The high-frequency heat treatment step is for raising the strength of the propeller shaft coupling portion, and induces high-frequency induction heating of the outside of the propeller
도 11의 (c)는 고주파 열처리단계의 열처리부위를 나타낸다.11 (c) shows a heat treatment site in the high frequency heat treatment step.
스플라인 브로칭단계는 브로칭 기계를 통해 프로펠러 샤프트 결합부(11)의 내주에 프로펠러 샤프트의 스플라인과 결합되는 스플라인을 형성하는 단계이다.The spline broaching step is a step of forming a spline to be coupled with the spline of the propeller shaft on the inner circumference of the propeller
도 11의 (d)는 스플라인 브로칭단계의 가공부위를 나타낸다.11 (d) shows a machining site of the spline broaching step.
표면 브로칭단계는 브로칭 기계를 통해 십자축 결합부의 내면의 십자축이 안착되는 부위를 가공하는 단계이다.The surface broaching step is a step of machining a portion where the cross shaft of the inner surface of the cross shaft coupling portion is seated through the broaching machine.
도 11의 (e)는 표면 브로칭단계의 가공부위를 나타낸다.Fig. 11 (e) shows the machining site of the surface broaching step.
드릴링 및 탭핑단계는 십자축 지지부재를 조립하기 위한 나사구멍를 형성하는 단계이다.The drilling and tapping step is a step of forming a screw hole for assembling the cross shaft supporting member.
도 11의 (f)는 드릴링 및 탭핑단계의 가공부위를 나타낸다.FIG. 11 (f) shows the machining portion of the drilling and tapping step.
발란싱단계는 프로펠러 샤프트와 함께 회전하는 십자축 결합부의 발란스를 맞추는 단계로, 제품을 회전시켜 발란스를 측정한 다음 십자축 결합부의 일부를 잘라내는 방식으로 발란스를 조정한다.The balancing step is a step of adjusting the balance of the cruciform coupling portion rotating together with the propeller shaft. The balance is adjusted by rotating the product to measure the balance and then cutting off a part of the cruciform coupling portion.
도 11의 (g)는 발란싱단계의 커팅부위를 나타낸다.Figure 11 (g) shows the cutting site of the balancing step.
연마단계는 기밀유지를 위하여 프로펠러 샤프트 결합부의 외경을 정밀 연마하는 단계이다.The polishing step is a step of precision polishing the outer diameter of the propeller shaft engaging portion to maintain airtightness.
도 11의 (h)는 연마단계의 연마부위를 나타낸다.11 (h) shows the polishing region of the polishing step.
본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법은 주조단계에서 주물방식으로 엔드 요크의 외형을 간편하게 성형하게 되고, 오스템퍼링 열처리단계에서 엔드 요크에 강도, 내마모성 등의 필요한 기계적 성질을 부여하게 되고, 가공단계에서 엔드 요크의 조립부위를 가공하게 되어 고품질, 고강도의 엔드 요크를 제조할 수 있게 된다.The end yoke manufacturing method of the propeller shaft universal joint of the rear wheel drive vehicle according to the present invention can easily form the contour of the end yoke in the casting step in the casting step and can provide the end yoke with necessary mechanical properties such as strength and abrasion resistance And the assembled portion of the end yoke is processed in the machining step, so that it is possible to manufacture the end yoke of high quality and high strength.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
10 : 엔드 요크
11 : 프로펠러 샤프트 결합부
12 : 십자축 결합부 10: End yoke
11: Propeller shaft coupling portion
12:
Claims (5)
주물방식으로 엔드 요크의 외형을 성형하는 주조단계;
주조단계에서 성형된 주조품에 필요한 기계적 성질을 부여하는 오스템퍼링 열처리단계;
오스템퍼링 열처리단계를 거친 주조품의 조립부위를 가공하는 가공단계;를 포함하되;
주조단계는,
주철을 포함한 원자재 및 부자재를 준비하는 단계;
준비된 원자재 및 부자재를 용해하는 단계;
분광분석기를 통하여 각 차지별 용탕 성분을 분석하는 단계;
금형을 이용하여 주형을 제작하는 단계;
조형된 주형에 용탕을 주입하는 단계;
주입된 용탕을 냉각하고, 주조품과 주물사를 분리하는 단계;
주조 방안 제거후 제품을 꺼내어 청정 작업을 실시하는 단계;를 포함하고,
주철의 용융과정에서 규소(Si), 망간(Mn), 마그네슘(Mg)를 첨가하되,
주철의 탄소 함유량은 3.0~4.0 중량%이고,
규소(Si)의 함유량은 2.0~3.0 중량%이고,
망간(Mn)의 함유량은 0.2~0.6 중량%이고,
마그네슘(Mg)의 함유량은 0.015~0.5 중량% 이며,
오스템퍼링 열처리단계는,
소재 입고 및 장입준비단계;
주조단계에서 주조된 주조품을 열처리로에 투입하여 920±10℃의 온도에서 120±30분 동안 가열하는 소입단계;
소입단계에서 가열된 주조품을 염욕조에 투입하여 370±10℃의 온도에서 120±30분 동안 냉각하는 염욕냉각단계;
주조품을 염욕조에서 꺼내어 상온에 이를 때까지 냉각하는 상온냉각단계;
50~90℃의 물로 주조품을 세척하여 염을 제거하는 세척단계;를 포함하고,
가공단계는,
오스템퍼링 열처리된 주조품의 프로펠러 샤프트 결합부(11)의 외경과 내경을 절삭하는 제1절삭단계;
프로펠러 샤프트 결합부(11)의 십자축 결합부(12) 쪽의 내경을 절삭하는 제2절삭단계;
고주파 열처리 장비를 통해 프로펠러 샤프트 결합부(11)의 외부를 고주파 유도가열하는 고주파 열처리단계;
브로칭 기계를 통해 프로펠러 샤프트 결합부(11)의 내주에 프로펠러 샤프트의 스플라인과 결합되는 스플라인을 형성하는 스플라인 브로칭단계;
브로칭 기계를 통해 십자축 결합부의 내면의 십자축이 안착되는 부위를 가공하는 표면 브로칭단계;
십자축 지지부재를 조립하기 위한 나사구멍를 형성하는 드릴링 및 탭핑단계;
프로펠러 샤프트와 함께 회전하는 십자축 결합부의 발란스를 조정하는 발란싱단계;
프로펠러 샤프트 결합부의 외경을 정밀 연마하는 연마단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 후륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트 유니버셜 조인트의 엔드 요크 제조방법.A method of manufacturing an end yoke of a propeller shaft universal joint of a rear-wheel drive vehicle in which a cross shaft coupling portion (12) is provided on one side of a propeller shaft coupling portion (11)
A casting step of shaping the contour of the end yoke in a casting manner;
An austempering heat treatment step of imparting mechanical properties required for the molded article in the casting step;
And a machining step of machining the assembled portion of the casting after the osse tempering heat treatment step;
In the casting step,
Preparing raw materials and auxiliary materials including cast iron;
Dissolving the prepared raw materials and auxiliary materials;
Analyzing molten metal components for each charge through a spectrometer;
Fabricating a mold using a mold;
Injecting molten metal into the formed mold;
Cooling the injected molten metal, and separating the casting and the molding sand;
Removing the casting solution and removing the product to perform a cleaning operation,
Silicon (Si), manganese (Mn), and magnesium (Mg) were added during the melting process of cast iron,
The carbon content of the cast iron is 3.0 to 4.0% by weight,
The content of silicon (Si) is 2.0 to 3.0% by weight,
The content of manganese (Mn) is 0.2 to 0.6% by weight,
The content of magnesium (Mg) is 0.015 to 0.5% by weight,
In the ostepsing heat treatment step,
Material preparation and preparation for loading;
A step of putting the cast article cast in the casting step into a heat treatment furnace and heating it at a temperature of 920 占 폚 to 120 占 30 minutes;
A salt bath cooling step in which the cast product heated in the quenching step is put into a salt bath and cooled at a temperature of 370 ± 10 ° C for 120 ± 30 minutes;
A room temperature cooling step of taking the casting product out of the salt bath and cooling it to room temperature;
And a washing step of washing the casting with water at 50 to 90 DEG C to remove the salt,
In the processing step,
A first cutting step of cutting an outer diameter and an inner diameter of the propeller shaft engaging portion (11) of the osteps tempered cast article;
A second cutting step of cutting the inner diameter of the propeller shaft coupling portion (11) on the side of the cross shaft coupling portion (12);
A high frequency heat treatment step of high frequency induction heating the outside of the propeller shaft coupling part (11) through a high frequency heat treatment equipment;
A spline broaching step of forming a spline to be coupled with the spline of the propeller shaft to the inner circumference of the propeller shaft engagement portion (11) through the broaching machine;
A surface broaching step of machining a portion where a cruciform axis of an inner surface of the cruciform coupling portion is seated through a broaching machine;
A drilling and tapping step of forming a screw hole for assembling the cruciform supporting member;
A balancing step of adjusting the balance of the cruciform coupling portion rotating together with the propeller shaft;
And a polishing step of precisely polishing the outer diameter of the propeller shaft engaging portion of the propeller shaft universal joint.
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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 |