KR102470785B1

KR102470785B1 - 복합 프레스 공법을 적용한 스프링 리테이너 제조방법

Info

Publication number: KR102470785B1
Application number: KR1020210010587A
Authority: KR
Inventors: 류기룡
Original assignee: (주)세창
Priority date: 2021-01-26
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2022-11-28
Also published as: KR20220107678A

Abstract

본 발명은 스프링 리테이너 제조방법에 있어서, 판형의 원소재(10)를 금형에 공급하는 원소재 투입단계와, 투입된 판형의 원소재(10)를 다단계로 프레스 성형하여 제1차 성형물(20)을 제조하는 프레스공정단계와, 제1차 성형물(20)의 강도를 높이기 위한 열처리단계와, 열처리된 제1차 성형물(20)의 표면을 연마하는 바렐연마단계와, 열처리단계를 거친 제1차 성형물(20)의 경도를 보정함과 함께 성형물에 발생된 변형과 불균일한 평탄도를 보정하여 제2차 성형물(30)을 제조하는 지그템퍼링단계와, 상기 지그템퍼링단계 이후 완성품 제조를 완료하는 후처리단계로 이루어져스프링 리테이너의 제조하기 위한 CNC 가공 공정을 대체하여 복합 프레스 공정을 통해 제품을 생산함으로써 제품의 생산시간이 단축되는 효과가 있으며, 완성품의 품질도 향상되는 효과가 있다.

Description

복합 프레스 공법을 적용한 스프링 리테이너 제조방법{SPRING RETAINER MANUFACTURING METHOD BY APPLYING COMBINED PRESS PROCESS}

본 발명은 자동차의 자동변속기에 설치되어 지지하는 Low/Reverse 브레이크 스프링 리테이너의 제조방법에 관한 것이다.

자동차의 자동변속기에 설치되는 Low/Reverse 브레이크 스프링 리테이너는 클러치 어셈블리 중 유압에 의해 왕복되는 피스톤에 반대되는 힘을 가하도록 리턴 스프링을 변속기 케이스 상에 지지하게 위해 변속기 케이스의 외경에 결합되어 지는 부품이다.

유압에 따른 피스톤 작동시 리턴 스프링을 지지하고 클러치가 변속기의 축방향으로 출력을 받지 않도록 하여 내구성을 향상시키는 역할을 하게 된다.

이러한 Low/Reverse 브레이크 스프링 리테이너는 다른 자동차 부품과는 달리 내경 치수 규제와 챔퍼 형상, 제품의 평탄도, 평행도 등 높은 정밀도를 요구하는 부품이다.

종래에는 판재 형태의 코일 원소재로부터 프로그레시브 프레스 공정을 통해 순차적으로 프레스하여 1차로 성형품을 제조한 후 CNC가공을 통해 제조하게 되며, 이후 제품의 평면이 확보되지 못해 편차가 발생함에 따라 후처리공정인 오스템퍼링 및 프레스 템퍼링 과정을 거쳐 제조하게 된다.

그러나 CNC 가공에 의한 제조시 원소재 투입에서부터 완제품 생산까지 많은 시간이 소요되고 선삭 가공시 소재의 평탄도에 문제가 발생하여 제품의 불량률도 높아지는 문제가 있으며, 고가의 설비를 이용하여 제조됨에 따라 제품의 제조 원가가 상승하게 되는 문제가 있는 것이다.

국내공개특허 제10-2007-0120782호, '자동변속기의 클러치 리턴 스프링 리테이너'

따라서 본 발명은 자동차의 자동변속기의 부품인 Low/Reverse 브레이크 스프링 리테이너의 제조공정을 개선하여 생산성을 높이면서도 높은 치수정밀도를 가질 수 있는 복합 프레스 공법을 적용한 스프링 리테이너 제조방법을 제공하는데에 있다.

상기의 목적에 따른 본 발명은 스프링 리테이너 제조방법에 있어서, 판형의 원소재(10)를 금형에 공급하는 원소재 투입단계와, 투입된 판형의 원소재(10)를 다단계로 프레스 성형하여 제1차 성형물(20)을 제조하는 프레스공정단계와, 제1차 성형물(20)의 강도를 높이기 위한 열처리단계와, 열처리된 제1차 성형물(20)의 표면을 연마하는 바렐연마단계와, 열처리단계를 거친 제1차 성형물(20)의 경도를 보정함과 함께 성형물에 발생된 변형과 불균일한 평탄도를 보정하여 제2차 성형물(30)을 제조하는 지그템퍼링단계와, 상기 지그템퍼링단계 이후 완성품 제조를 완료하는 후처리단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명은 스프링 리테이너의 제조하기 위한 CNC 가공 공정을 대체하여 복합 프레스 공정을 통해 제품을 생산함으로써 제품의 생산시간이 단축되는 효과가 있으며, 완성품의 품질도 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 프레스 공법을 적용한 스프링 리테이너 제조방법을 설명하는 블록도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 1차 프레스공정단계의 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 제1차 성형물의 형상을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제2차 성형물의 형상을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 지그템퍼링단계에서 지지부재에 의해 성형물을 고정시키는 형태를 설명하는 도면이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 복합 프레스 공법을 적용한 스프링 리테이너 제조방법을 설명하는 블록도이다.

본 발명의 스프링 리테이너 제조방법은 판형의 원소재(10)를 금형에 공급하는 원소재 투입단계와, 투입된 판형의 원소재(10)를 다단계로 프레스 성형하여 제1차 성형물(20)을 제조하는 프레스공정단계와, 제1차 성형물(20)의 강도를 높이기 위한 열처리단계와, 열처리된 제1차 성형물(20)의 표면을 연마하는 바렐연마단계와, 열처리단계를 거친 제1차 성형물(20)의 경도를 보정함과 함께 성형물에 발생된 변형과 불균일한 평탄도를 보정하여 제2차 성형물(30)을 제조하는 지그템퍼링단계와, 상기 지그템퍼링단계 이후 완성품 제조를 완료하는 후처리단계로 이루어진다.

상기 원소재투입단계에서는 밴드형상의 판형 원소재(10)가 프레스 금형으로 공급되어 프로그레시브 공정에 의해 다단계로 프레스 성형이 이루어져 제1차 성형물(20)로 제조된다.

상기 프레스공정단계에서는 공급된 판형의 원소재(10)가 프로그레시브 공정에 의해 제1차 성형물(20)이 제조되며, 상세하게는 1차 피어싱단계, 포밍단계, 리스트라이트단계, 2차 피어싱단계, 블랭킹단계로 이루어진다.

1차 피어싱 단계에서는 판형 소재의 원소재(10)가 투입된 후 원소재(10)에 홀이 형성되도록 절단하게 된다.

이때, 원소재(10)에 홀을 형성함과 함께 원형의 홀의 주위에 '

' 형상의 가이드홈(12)이 함께 절단되도록 하며, 이는 후술하는 블랭킹단계에서 제1차 성형물(20)을 절단하는 과정에서 제1차 성형물(20)에 일정한 응력이 작용하도록 하여 제1차 성형물(20)의 내,외경 형상이 일정하게 유지될 수 있도록 하기 위함이다.

다음으로, 포밍단계에서는 원소재(10)에 형성된 홀 주변을 펀칭하여 제1차 성형물(20)의 외곽틀을 형성하게 되며, 필요에 따라 다단으로 펀칭하여 제1차 성형물(20)의 외곽 형상이 제조될 수 있도록 한다.

리스트라이크단계에서는 포밍단계에서 1차로 성형된 형상을 한번 더 성형하여 완성품의 치수와 동일하도록 좀 더 세밀하게 성형하는 것이며, 본 발명에서와 같이 높은 치수 정밀도가 요구되는 완성품을 제조하는 경우 리스트라이크 공정을 통해 완성품의 치수오차를 줄일 수 있도록 하여 완성품의 품질을 높일 수 있게 된다.

2차 피어싱단계에서는 포밍단계와 리스트라이크단계를 통해 성형된 제품의 내측 테두리를 한번 더 절단하여 설정된 완성품의 내경 치수를 정확하게 성형하게 되며, 필요에 따라 다단으로 내측 테두리를 절단하여 치수의 정확도를 높이게 된다.

또한, 내경을 치수에 맞게 절단하면서 절단된 내경 테두리에 경사면(32)이 형성되도록 한다.

상기에서 설명한 1차 피어싱단계에서 제조된 제1차 성형물(20)은 도 3에 도시된 바와 같이 금형에 의해 내측절단면(22)이 수직으로 절단된 형태이며, 이를 다시 내측 테두리에 경사면(32)이 형성되도록 성형하게 된다.

상하 금형을 통해 제1차 성형물(20)의 내측 테두리에 경사면(32)이 형성되도록 하며, 하부 금형의 상부에 다단 프레스단계에서 2차 피어싱단계를 통과하는 위치의 상부 금형이 하강하면서 제1차 성형물(20)을 가압하여 도 4에서와 같이 내측 테두리에 경사면(32)이 형성되게 성형한다.

블랭킹단계에서는 성형이 완료된 제1차 성형물(20)을 원소재(10)에서 절단하여 금형의 하부로 배출하기 위한 것이며, 완성품의 외측 테두리를 따라 절단하여 제1차 성형물(20)의 외측 테두리의 치수가 정확하게 제조되도록 한다.

이때, 앞서 설명한 가이드홈(12)이 1차 피어싱 단계에서 성형물의 가장자리를 따라 절단되어 형성된 상태이며, 4방향에 형성된 가이드홈(12)에 의해 원소재(10)의 길이방향과 폭방향에 동일한 응력이 작용되도록 함으로써 성형물의 절단시 특정 방향으로 힘이 쏠리는 것을 방지하여 성형물의 외경이 정원형태인 일정한 성형물로 절단될 수 있게 된다.

절단된 제1차 성형물(20)은 오스템퍼링 열처리단계를 통해 강도를 높임과 함께 바렐연마단계를 통해 성형물의 표면을 연마하게 된다.

제1차 성형물(20)의 열처리와 표면연마가 이루어진 후 지그템퍼링단계를 통해 완성품에서 요구되는 경도와 평탄도를 보정하게 된다.

지그템퍼링단계를 설명하면, 도 5에서와 같이 상,하부지그(42)(44)와 중심부에 축봉(46)이 형성된 지지부재(40)에 다수의 제1차 성형물(20)을 적층하여 보관되도록 한 상태에서 축봉(46)에 체결부재(48)를 체결고정하여 다수의 제1차 성형물(20)이 밀착되게 한다.

지지부재(40)에 상하로 밀착된 제1차 성형물(20)을 유압장비를 통해 100~150kgf/㎤의 압력으로 가압하여 다수의 제2차 성형물(30)이 상하로 밀착되도록 한다.

유압장비에 의해 적층되어 보관된 다수의 제2차 성형물(30)을 눌러줌으로써 열처리단계와 바렐연마단계에서 발생된 제품의 변형을 보정하여 원하는 평탄도로 제1차 성형물(20)을 보정해주게 된다.

또한, 다수의 제2차 성형물(30)에 상부 압력이 가해서 압착된 상태에서 380~400℃온도에서 200~240분 동안 가열챔버 내에서 가열하여 열처리시 HrC 51±2의 경도인 제2차 성형물(30)의 경도가 HrC 48±0.3으로 조정하여 최종 성형물에서 요구되는 경도로 보정하여 제2차 성형물(30)을 제조하게 된다.

상기 지그템퍼링단계에서 제2차 성형물(30)의 경도와 평탄도를 보정하여 제조된 제2차 성형물(30)은 후처리단계를 통해 완성품으로 제조되며, 세척단계, 광바렐연마단계, 검사 및 포장단계로 이루어진다.

세척단계에서는 산처리세정을 통해 완성품을 세척하게 되며, 세척 후 광바렐연마단계를 통해 제품의 표면을 매끄럽게 연마하여 완성품의 표면에 광을 내게 된다.

세척과 표면광처리가 완료된 완성품은 최종 치수검사 및 포장단계를 거쳐 제조를 완료하게 된다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

(10)-- 원소재 (12)-- 가이드홈
(20)-- 제1차 성형물 (22)-- 내측절단면
(30)-- 제2차 성형물 (32)-- 경사면
(40)-- 지지부재 (42)-- 상부지그
(44)-- 하부지그 (46)-- 축봉
(48)-- 체결부재

Claims

스프링 리테이너 제조방법에 있어서,
판형의 원소재(10)를 금형에 공급하는 원소재 투입단계와,
투입된 판형의 원소재(10)를 다단계로 프레스 성형하여 제1차 성형물(20)을 제조하는 프레스공정단계와,
제1차 성형물(20)의 강도를 높이기 위한 열처리단계와,
열처리된 제1차 성형물(20)의 표면을 연마하는 바렐연마단계와,
열처리단계를 거친 제1차 성형물(20)의 경도를 보정함과 함께 성형물에 발생된 변형과 불균일한 평탄도를 보정하여 제2차 성형물(30)을 제조하는 지그템퍼링단계와,
상기 지그템퍼링단계 이후 완성품 제조를 완료하는 후처리단계로 이루어지며,
상기 프레스공정단계에서,
판형 소재의 원소재(10)가 투입된 후 원소재(10)에 홀이 형성되도록 절단하는 1차 피어싱단계와,
원소재(10)에 형성된 홀 주변을 펀칭하여 성형물의 외곽틀이 형성되도록 하는 포밍단계와,
포밍단계에서 1차로 성형된 형상을 한번 더 성형하여 완성품의 치수와 동일하도록 세밀하게 성형하는 리스트라이크단계와,
포밍단계와 리스트라이크단계를 통해 성형된 제품의 내측 테두리를 한번 더 절단하여 설정된 성형물의 내경 치수가 정확하게 성형되도록 하는 2차 피어싱단계와,
성형이 완료된 성형물을 원소재(10)에서 절단하여 금형의 하부로 배출하여 제1차 성형물(20)을 제조하는 블랭킹단계로 이루어짐을 특징으로 하는 복합 프레스 공법을 적용한 스프링 리테이너 제조방법.
삭제
제1항에 있어서,
1차 피어싱단계에서,
원소재(10)에 홀을 형성함과 함께 원형의 홀의 주위에 '
' 형상의 가이드홈(12)이 함께 절단되어 성형되도록 하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 복합 프레스 공법을 적용한 스프링 리테이너 제조방법.
제1항에 있어서,
2차 피어싱단계에서,
성형물의 내측 테두리가 절단된 내측절단면(22)에 경사면(32)이 형성되도록 성형하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 복합 프레스 공법을 적용한 스프링 리테이너 제조방법.
제1항에 있어서,
후처리단계는,
산처리세정을 통해 완성품을 세척하는 세척단계와,
산세척 후 제품의 표면을 매끄럽게 연마하는 광바렐연마단계와,
세척과 표면광처리가 완료된 완성품의 최종 치수검사 및 포장하는 검사 및 포장단계로 이루어짐을 특징으로 하는 복합 프레스 공법을 적용한 스프링 리테이너 제조방법.