KR102491465B1 - 형단조용 분할금형 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 형단조용 분할금형은, 복수개로 분할된 분할금형부분(100)들과, 그 분할금형들을 외측에서 지지하는 지지체(200) 및 지지체(200)를 외측에서 지지하는 원통형의 하우징(300)을 구비하는 형단조용 분할금형에 있어서, 상기 분할금형부분(100)들은 상면과 저면이 수평면으로 이루어지고, 그 외측면은 상부와 하부가 각각 하방과 상방으로 양측으로 테이퍼진 경사면(110,120)들과, 상기 상부와 하부의 경사면(110,120)들에 이어지는 환상의 수직면(130)으로 형성되어 측면에서 볼 때 육면체의 윤곽 형상을 갖도록 된 것을 특징으로 하는 형단조용 분할금형. 상부금형이 장착된 펀처(600)가 하강하여 헤드부를 타격하여 헤드부가 확장되면서 가이드로드 헤드가 성형될 때의 충격력이, 분할금형부분들 상하부의 테이퍼진 경사면(110,120)들이 지지체(200)의 테이퍼진 상부면(210)과 하부면(220)에 의해 지지됨으로써, 분할금형부분(100)의 하방 및 반경방향 외측으로의 변위가 최소화되어 단조성형되는 가이드로드의 치수 안정성이 향상되는 효과를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

형단조용 분할금형{Split Mold For Die Forging}
본 발명은 형단조용 금형에 관한 것으로, 특히 긴 봉상의 소재에 확대된 직경으로 소정의 형상을 갖는 헤드부를 단조 성형함에 있어 단조시의 측방향의 지지력을 증가시켜 안정된 치수정밀도를 얻도록 개선된 형단조용 분할금형에 관한 것이다.
일반적으로 단조는 다이와 펀치로 이루어지는 한 쌍의 금형에 재료를 삽입한 후, 이를 펀칭하여 제품을 만드는 것으로, 제품의 대량생산이 가능할 뿐만 아니라 치수 정밀도가 높으며, 또한 단조에 의한 제품은 강도와 인성(靭性)이 우수하여 항공기의 기어부품이나 또는 볼트나 볼스터드 가이드로드 들과 같이 자동차의 조향장치나 브레이크장치의 부품 등에 사용된다.
이러한 단조에 의해 생산하는 성형품의 예로는 자동차의 조향장치 중에서 조향기어박스에 연결되는 피트만아암과 드래그링크 사이를 연결되는 부품으로 볼 형상의 헤드와 축부를 갖는 볼스터드와, 브레이크장치에 사용되는 길다란 볼트 형상의 가이드로드가 있으며, 이들 부품들은 헤드가 축부에 비해 상대적으로 직경이 크게 되어 돌출된 업셋부로 형성되어 있다.
이러한 부품들의 단조 성형은 길다란 봉상의 부재를 여러 공정들을 통해 축부를 성형한 다음, 헤드부 성형을 위해 축부의 선단을 길이가 짧고 직경이 증가된 확장부로 성형하고, 최종적으로 헤드부를 성형하게 된다. 특히, 단조에 의한 헤드부를 직경이 확장되게 성형할 때에는 성형요부가 확장 또는 축소 가능하도록 된 복수의, 통상 4개로 분할된 분할금형에 의해 수행된다.
이러한 분할금형의 예가, 한국 등록실용신안 공보 제0134569호(등록일자 1998년10월22일)의 볼트 머리 성형장치와, 한국 등록특허 제10-0878541호(등록일자 2009년01월07일)의 볼스터드 제조방법에 분할금형이 개시되어 있다.
이러한 종래의 분할금형에 의한 단조성형은 도 1에 도시된 바와 같이, 전단계에서 봉상의 부재를 길이가 짧은 축부와 상대적으로 직경이 증가된, 헤드부에 대응된 확장부로 성형된 상태에서 가이드로드의 헤드부를 단조성형하기 위하여, 단조금형에 봉상 부재, 즉 가이드로드 소재를 배치하여 펀치로 헤드부를 성형하여 자동차의 브레이크장치에 사용되는 가이드로드가 성형된다.
이러한 가이드로드 헤드부의 단조성형을 위한 종래의 단조금형은 하부금형(1)과 상부금형(2)을 포함한다. 상기 하부금형(1)은 내측면이 하방으로 경사진 관형의 지지체(3)를 포함하여 원통형의 하우징(4)내에 장착된다. 상기 지지체는 가이드로드 소재의 축부를 감싸 지지하고 확장된 상부를 헤드부로 성형하기 위해 확장가능한 4개의 분할금형(5)이 장착되어 있다. 상기 상부금형(51)은 헤드부의 상부를 성형하기 위한 내측 윤곽을 갖는 하우징(4)과 그 속에 배치되어 가이드로드 소재 상단을 타격하는 펀치(6)가 장착되어 있다. 부호(10)은 가이드로드의 단조성형시 축부의 하단을 지지하고 배출하기 위한 지지핀이다.
상기한 종래의 단조금형의 분할금형(5)들은 상면에 가이드로드의 직경이 확장된 헤드부의 저면에 대응된 윤곽의 요홈(7)이 형성되고, 축부에 대응된 직경을 갖는 홀이 형성되게 길이방향으로 요홈(8)이 형성되어 있으며, 각각의 분할금형(4)들의 대향된 측면들에 형성된 홀들에는 스프링(9)이 배치되어 헤드부의 단조성형시에 탄성적으로 확장되도록 된다.
그러나, 상기한 바와 같이 분할금형(5)들은 하방으로 갈수록 내경이 감소되게 내측면이 단순히 경사지게 형성된 지지체(3) 내에 장착되며, 이에 따라 분할금형(5)들은 외경이 축소되게 경사져 있고, 상기 펀치(6)의 타격시 충격을 완화하도록 하부금형내에는 지지체(3)가 스프링(11)에 의해 탄성적으로 지지되는 구조로 되어서, 펀치(6)가 헤드부의 성형시 타격하는 힘에 의해 분할금형(5)들이 확장됨과 함께 지지체(3) 내에서 허용치 이상으로 하강하여 치수 정밀도가 낮아 불량품이 발생되는 문제가 있었다.
한국 등록실용신안 공보 제0134569호(등록일자 1998년10월22일) 한국 등록특허 제10-0878541호(등록일자 2009년01월07일)
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술에서의 분할금형의 문제점을 해결하기 위하여, 분할금형부분들의 상부와 하부의 외측면들이 서로에 대하여 둔각을 이루도록 테이퍼져 있으며, 그에 대향된 하우징의 상부와 하부의 내측면 또한 분할금형부분들의 외측면에 대응된 각도의 경사면으로 형성되어 헤드부의 성형시 가해지는 힘에 대하여 지지력을 갖도록 개선된 구조의 형단조용 분할금형을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 형단조용 분할금형은
본 발명에 따라 분할금형부분(100)들이 그 외측의 상부면과 하부면이 각각 하방과 상방으로 양측으로 테이퍼진 경사면(110,120)들과 외측면 중앙은 상기 상부와 하부의 경사면(110,120)들에 이어지는 환상의 수직면(130)으로 형성되고, 분할금형부분(100)들의 외측에서 지지하는 지지체(200)의 내측 윤곽이 분할금형부분(100)의 외측 윤곽과 동일한 형상으로 형성된 구성됨으로써, 상부금형이 장착된 펀처(600)가 하강하여 헤드부를 타격하여 헤드부가 확장되면서 가이드로드 헤드가 성형될 때의 충격력이, 분할금형부분들 상하부의 테이퍼진 경사면(110,120)들이 지지체(200)의 테이퍼진 상부면(210)과 하부면(220)에 의해 지지됨으로써, 분할금형부분(100)의 하방 및 반경방향 외측으로의 변위가 최소화되어 단조성형되는 가이드로드의 치수 안정성이 향상되는 효과를 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 가이드로드의 헤드부 단조성형장치의 개략적인 단면도.
도 2는 도 1의 분할금형의 개략적인 사시도.
도 3은 도 2의 분할금형부분들의 분해사시도.
도 4는 본 발명에 의한 상하 테이퍼진 형단조용 분할금형의 개략적인 사시도.
도 5는 도 4의 분할금형의 개략적인 분해사시도.
도 6은 도 4의 본 발명에 의한 상하 테이퍼진 형단조용 분할금형이 장착된 단조성형장치의 개략적인 단면도.
이하에서는 본 발명에 의한 상하 테이퍼진 형단조용 분할금형의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 4 내지 5에 있어서, 본 발명에 의한 형단조용 분할금형은 복수개, 도시된 실시예에서는 4개로 분할된 분할금형부분(100)들과, 그 분할금형들을 외측에서 지지하는 지지체(200) 및 지지체(200)를 수용하고 지지하는 원통형의 하우징(300)을 포함한다.
상기 분할금형부분(100)들은 상면과 저면이 수평면으로 이루어지고, 그 외측면은 상부와 하부가 각각 둔각을 이루도록 양측으로 테이퍼진 경사면(110,120)들과, 외측면 중앙은 상기 상부와 하부의 경사면(110,120)들에 이어지는 환상의 수직면(130)으로 형성되어 측면에서 볼 때 육면체 형상을 갖게 된다.
본 발명에 의한 분할금형부분(100)들의 중앙 내측면에는 상하 길이방향으로 단조 대상의 가이드로드 축부가 배치되는 홀을 이루기 위한 요홈(140)이 각각 형성되어 있으며, 분할금형부분(100)들 각각의 양측면(150)들에는 상하로 이격되어 홈(151)들이 형성되고 대향된 분할금형부분(100)들의 대향면의 홈(151)들에는 스프링(152)이 제공되어 가이드로드 성형시 측방향으로 확장 또는 축소될 수 있게 된다. 상기한 분할금형부분(100)들의 중앙의 요홈(140)과, 양측면에서의 홈(151)들과 스프링(152)의 구성은 종래의 분할금형에서와 동일하다.
상기한 분할금형부분(100)들은 단조성형장치에 장착된 상태가 도 6에 도시되어 있다. 상기 분할금형부분(100)들은 그 외측에서 지지체(200)에 의해 지지되고 유지되며, 상기 지지체(200)는 그 내측면이 분할금형부분(100)들 외측의 테이퍼진 경사면(110,120)들 윤곽과 동일한 윤곽을 갖는다. 즉, 분할금형부분(100)의 상부와 하부의 경사면(110,120)들과 접촉되는 지지체(200)의 내측의 상부면(210)과 하부면(220)은 둔각을 이루도록 양측으로 테이퍼진 경사면들로 형성되고, 그 사이의 중앙에는 수직면(230)으로 형성되어 있다.
이와 같이 지지체(200) 내부에 배치되어 유지되는 분할금형부분(100)들은 상하부에서 테이퍼진 경사면과 중앙의 수직면(130)들이 지지체(200) 내측의 테이퍼진 상부면(210)과 하부면(220) 및 수직면(230)에 밀착된 상태로 배치되고, 상기 지지체(200)는 원통형의 하우징(300)내에 배치되고, 상기 지지체(200)는 하측에 제공된 서포터(400)에 의해 지지되며, 상기 서포터(400)는 스프링(500)에 의해 탄성적으로 지지된다. 또한 부호(250)는 가이드로드 소재의 헤드부 성형을 위한 펀처의 타격시 가이드로드 소재를 지지하기 위한 지지핀이다.
이와 같이 분할금형부분(100)들의 내측의 길이방향으로 형성된 요홈(140)에 가이드로드소재의 축부가 배치되게 헤드부가 분할금형부분의 상면에 배치되고 된 상태에서 단조성형장치의 상부금형이 장착된 펀처(600)가 하강하여 헤드부를 타격함으로써 헤드부가 확장되면서 가이드로드 헤드가 성형된다.
이때, 헤드부의 타격에 의해 헤드부와 축부의 확장에 따른 분할금형부분(100)들에 가해지는 반경방향 외측으로의 변위는 분할금형부분들 사이의 스프링에 의해 탄성적으로 변위되어 수용됨과 함께, 상하부의 테이퍼진 경사면(110,120)들이 지지체(200)의 테이퍼진 상부면(210)과 하부면(220)에 의해 지지됨으로써, 충격력에 의한 분할금형부분(100)의 하방 및 반경방향 외측으로의 변위가 최소화됨으로써, 단조성형되는 가이드로드의 치수 안정성이 향상되는 효과를 얻을 수 있게 된다.
본 발명은 자동차 브레이크의 가이드로드나 볼수터드와 같이 긴 봉상의 소재에 확대된 직경으로 소정의 형상을 갖는 헤드부를 단조성형함에 있어 치수 안정성을 향상시키도록 이용될 수 있다.
100 : 분할금형부분 110,120 : 경사면
130 : 수직면 200 : 지지체
210 : 상부면 220 : 하부면
230 : 수직면

Claims (3)

  1. 복수개로 분할된 분할금형부분(100)들과, 그 분할금형들을 외측에서 지지하는 지지체(200) 및 지지체(200)를 외측에서 지지하는 원통형의 하우징(300)을 구비하고, 상기 분할금형부분(100)들은 각각 중앙 내측면에 상하 길이방향으로 단조 대상의 가이드로드 축부가 배치되는 홀을 이루기 위한 요홈(140)이 형성되고, 분할금형부분(100)들 각각의 양측면(150)들에는 상하로 이격되어 홈(151)들이 형성되고 대향된 분할금형부분(100)들의 대향면의 홈(151)들에는 스프링(152)이 제공되어 가이드로드 성형시 측방향으로 확장 또는 축소될 수 있도록 되고,
    상기 지지체(200)는 분할금형부분(100)의 외측면과 접촉되는 지지체(200)의 내측의 상부면(210)과 하부면(220) 및 수직면(230)이 분할금형부분(100)들 외측의 테이퍼진 경사면(110,120)들 및 수직면(130)과 윤곽과 동일한 윤곽을 갖고, 충격력에 의한 분할금형부분(100)의 하방 및 반경방향 외측으로의 변위가 최소화되도록 상하부의 테이퍼진 경사면(110,120)들이 지지체(200)의 테이퍼진 상부면(210)과 하부면(220)에 의해 지지되도록 된 형단조용 분할금형에 있어서,
    분할금형부분(100)들 각각은 상면과 저면이 수평면으로 이루어지고, 그 외측면은 상부와 하부가 각각 하방과 상방으로 양측으로 테이퍼진 경사면(110,120)들과, 상기 상부와 하부의 경사면(110,120)들에 이어지는 환상의 수직면(130)으로 형성되어 측면에서 볼 때 육면체의 윤곽 형상을 갖도록 되며, 상기 분할금형부분(100)들 각각의 외측의 상부와 하부의 경사면(110,120)들은 둔각을 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 형단조용 분할금형.



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