KR102562536B1 - Manufacturing method of locknut for steering system of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량의 조향장치에 사용되는 락너트의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열간단조단계 즉, 업셋팅단계와 블록킹단계 및 트리밍단계에 의해 락너트의 대략적인 모양으로 성형하고, 대략적인 모양으로 성형된 반제품을 열처리단계에 의해 강도를 높이고 내부응력을 제거하며, 이후 냉간단조단계에 의해 락너트의 모양으로 성형한 뒤 한 번 더 열처리를 수행하여 내부응력을 제거한 뒤 절삭가공단계에 의해 정치수의 제품으로 제작함으로써, 절삭가공에 의한 공정을 줄여서 생산시간과 비용을 절감할 수 있고 대량생산이 가능한 차량의 조향장치용 락너트의 제조방법이다.The present invention relates to a method for manufacturing a lock nut used in a steering device of a vehicle, and more particularly, by forming a lock nut into an approximate shape through a hot forging step, that is, an upsetting step, a blocking step, and a trimming step, and The semi-finished product formed by heat treatment increases the strength and removes internal stress. Then, it is molded into the shape of a lock nut by cold forging, and heat treatment is performed once more to remove internal stress. It is a method of manufacturing a lock nut for a steering device of a vehicle, which can reduce production time and cost by reducing the cutting process by manufacturing a product of, and mass production is possible.
차량의 조향장치는 핸들과 조향컬럼, 전자제어장치(ECU) 및 랙바 등을 비롯한 다양한 부품들이 서로 유기적으로 결합되어 차량의 바퀴를 회전시키게 되는데, 이러한 조향장치에 사용되는 부품으로서 락너트가 있으며, 락너트와 유사한 기능을 가지는 부품으로서는 락스크류가 있다.The vehicle's steering system rotates the wheels of the vehicle by organically combining various parts, including the steering wheel, steering column, electronic control unit (ECU), and rack bar. There is a lock screw as a part having a similar function.
상기 락너트 또는 락스크류는 통상 바퀴와 연결되어 있는 타이로드의 이동을 위해 설치된 볼너트의 일측에 구비되어 볼너트의 회전을 지지해주는 베어링의 일측에 설치되며, 정밀한 치수로 가공이 이루어져야 하고, 내구성이 일반적인 부품보다 상대적으로 높아야 하므로 일반적인 주물로 제작이 어려우며, 기계가공에 의해 제품을 생산할 경우 원소재에서 절삭가공을 수행할 부분이 많아 소재의 낭비가 심하고, 이로 인해 제품의 생산단가 및 생산시간이 과도하게 소모되는 문제가 있었다.The lock nut or lock screw is usually provided on one side of a ball nut installed for the movement of a tie rod connected to a wheel and installed on one side of a bearing supporting rotation of the ball nut, and must be processed to precise dimensions and have durability. It is difficult to manufacture with general casting because it must be relatively higher than general parts, and when a product is produced by machining, there are many parts to be cut from raw materials, resulting in severe material waste, which leads to excessive production cost and production time. There was a problem with consumption.
이러한 락너트 또는 락스크류와 관련된 종래기술로서는 등록특허 제10-1809774호에 제안되어 있는 랙구동형 동력 보조 조향장치가 있다.As a prior art related to such a lock nut or lock screw, there is a rack-driven power-assisted steering device proposed in Patent Registration No. 10-1809774.
상기 특허에는 외주면에 외주스크류홈이 형성되어 있으며, 랙하우징 내에 위치하는 랙바; 볼을 매개로 상기 랙바와 결합되도록 내주면에 상기 외주스크류홈과 대응되는 내주스크류홈이 형성되어 있고, 외주면 일측에는 베어링이 결합되며, 외주면 타측에는 전동모터의 축에 연결된 구동풀리와 구동벨트로 연결되는 종동풀리가 결합되어 있는 볼너트; 상기 베어링의 일측을 지지하도록 내주면 일측에 경방향 내측으로 돌출된 돌출단부와, 이 돌출단부로부터 축방향으로 돌출된 이탈방지부가 형성되어 있고, 외주면이 상기 랙하우징의 내측면에 지지되는 환형의 락스크류; 및 상기 락스크류의 돌출단부와 상기 베어링 사이에 결합되는 환형의 탄성지지체를 포함하며, 상기 탄성지지체의 파손시 상기 이탈방지부가 상기 탄성지지체의 경방향 이동을 제한하고, 상기 락스크류의 상기 돌출단부에 인접한 내주면에 경방향 내측으로 돌출된 유동방지부가 형성되어 상기 탄성지지체의 경방향 유동을 방지하는 것을 특징으로 하는 랙구동형 동력 보조 조향장치가 제안되어 있는데, 락스크류의 대략적인 형상에 대해서만 나타나 있을 뿐 구체적인 제작방법에 대해서는 명시되어 있지 않다.The above patent has an outer circumferential screw groove formed on an outer circumferential surface, and a rack bar located in a rack housing; An inner circumferential screw groove corresponding to the outer circumferential screw groove is formed on an inner circumferential surface so as to be coupled to the rack bar via a ball, a bearing is coupled to one side of the outer circumferential surface, and a drive pulley connected to a shaft of an electric motor and a drive belt are connected to the other outer circumferential surface. A ball nut to which a driven pulley is coupled; An annular lock having a protruding end protruding inward in a radial direction on one side of an inner circumferential surface to support one side of the bearing and a separation prevention part protruding axially from the protruding end portion, the outer circumferential surface of which is supported on the inner surface of the rack housing. screw; and an annular elastic support coupled between the protruding end of the lock screw and the bearing, wherein when the elastic support is damaged, the separation preventing part limits the radial movement of the elastic support, and the protruding end of the lock screw A rack-driven power-assisted steering device is proposed, characterized in that a flow prevention portion protruding radially inward is formed on the inner circumferential surface adjacent to the elastic support to prevent radial flow of the elastic support, which is only shown for the approximate shape of the lock screw. However, the specific manufacturing method is not specified.
락너트 또는 락스크류와 관련된 또 다른 종래기술로서는 공개특허공보 제10-2016-0102742호에 개시되어 있는 랙 구동식 조향장치의 락 스크류 조립체가 있다.Another prior art related to a lock nut or lock screw is a lock screw assembly of a rack-driven steering device disclosed in Patent Publication No. 10-2016-0102742.
상기 특허에는 구동모터에 의해 축 회전하면서 랙바를 직선왕복 이동시키는 볼 너트; 상기 볼 너트가 감속기에 안착된 상태에서 상기 감속기의 안착홈에 삽입 되기 위해 상기 볼 너트의 외측에서 서로 마주보는 상태로 각각 분리된 단위 락 스크류 바디; 및 상기 단위 락 스크류 바디의 분리된 단부 내측에 형성된 삽입 홈에 삽입되어 상기 단위 락 스크류 바디를 서로 간에 조립된 상태로 유지시키는 결합 핀을 포함하는 랙 구동식 조향장치의 락 스크류 조립체가 개시되어 있는데, 락스크류를 2개의 바디로 구성하고, 결합핀을 통해 결합하는 방식이어서 락스크류 자체의 내구성이 떨어지는 문제가 있을 수 있으며, 이 역시 락스크류의 대략적인 형상과 구조에 대해서만 나타나 있을 뿐 구체적인 제작방법에 대해서는 명시되어 있지 않다.The patent includes a ball nut for linearly reciprocating a rack bar while being rotated by a drive motor; Unit lock screw bodies separated from each other while facing each other on the outside of the ball nut to be inserted into the seating groove of the reducer in a state where the ball nut is seated in the reducer; And a lock screw assembly of a rack-driven steering device including a coupling pin inserted into an insertion groove formed inside a separated end of the unit lock screw body to maintain the unit lock screw body in an assembled state with each other. , Since the lock screw is composed of two bodies and coupled through a coupling pin, there may be a problem with the durability of the lock screw itself being low, and this is also shown only for the approximate shape and structure of the lock screw, and the specific manufacturing method is not specified for
따라서, 본 발명은 열간단조단계 즉, 업셋팅단계와 블록킹단계 및 트리밍단계에 의해 락너트의 모양으로 성형하고, 이후 냉간단조단계에 의해 절삭가공할 면이나 모서리를 제외하고 정확한 락너트의 모양으로 성형한 뒤 절삭가공단계에 의해 정치수의 제품으로 제작함으로써, 절삭가공에 의한 공정을 줄여서 생산시간과 비용을 절감할 수 있고 대량생산이 가능한 차량의 조향장치용 락너트의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is formed into the shape of a lock nut by the hot forging step, that is, the upsetting step, the blocking step, and the trimming step, and then formed into the exact shape of the lock nut except for the face or corner to be cut by the cold forging step. The purpose is to provide a method of manufacturing a lock nut for a steering device of a vehicle that can reduce production time and cost by reducing the process by cutting process and mass production is possible by manufacturing it as a product of fixed number through the subsequent cutting process step. .
또한, 상기 열간단조단계인 업세팅단계와 블록킹단계 및 트리밍단계를 거쳐 만들어진 반제품은 열처리단계를 통해 경도를 높이고, 경도가 높아진 상태에서 냉간단조단계를 수행함으로써 소재의 뒤틀림이나 변형을 방지하고 내구성을 높인 차량의 조향장치용 락너트의 제조방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the semi-finished product made through the upsetting, blocking, and trimming steps, which are the hot forging steps, has its hardness increased through the heat treatment step, and the cold forging step is performed in a state in which the hardness has increased, thereby preventing distortion or deformation of the material and improving durability. Another object is to provide a method for manufacturing a lock nut for a steering device of a vehicle that has been raised.
또한, 트리밍단계를 통해 뚫리는 관통홀의 크기는 만들고자 하는 관통홀의 크기보다 1~3mm 정도 작은 직경을 가지도록 함으로써, 내경의 절삭가공시 충분한 절삭량을 확보할 수 있어서 바이트와 같은 절삭공구의 파손을 방지하고 절삭가공시 발생할 수 있는 떨림을 방지하여 치수정밀도가 높은 제품을 생산할 수 있는 차량의 조향장치용 락너트의 제조방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the size of the through hole drilled through the trimming step is to have a smaller diameter by 1 to 3 mm than the size of the through hole to be made, so that a sufficient amount of cutting can be secured when cutting the inner diameter, preventing damage to cutting tools such as bites, Another object is to provide a method for manufacturing a lock nut for a steering device of a vehicle capable of producing a product with high dimensional accuracy by preventing vibration that may occur during cutting.
본 발명에 의한 차량의 조향장치용 락너트의 제조방법은 차량의 조향장치에 사용되는 락너트의 제조방법에 있어서, 봉형 소재를 일정한 크기로 절단하는 원소재 준비단계(S 10)와, 준비된 원소재를 가열하는 가열단계(S 20)와, 가열된 상태의 원소재를 프레스와 금형을 이용하여 락너트의 모양으로 소성 변형하는 열간단조단계(S 30)와, 락너트의 형상으로 만들어진 소재의 경도를 높이기 위해 열처리를 행하는 1차 열처리단계(S 40)와, 열처리가 끝난 소재의 형상을 정치수로 맞추기 위해 프레스와 금형을 이용해 소성 변형하는 냉간단조단계(S 60)와, 소재 내부에 남아있는 응력을 제거하기 위한 2차 열처리단계(S 70)와, 소재의 외면과 내면을 절삭가공하는 절삭가공단계(S 90);로 이루어지는 것이 특징이다.A method of manufacturing a lock nut for a steering device of a vehicle according to the present invention includes a raw material preparation step (S10) of cutting a rod-shaped material into a certain size, and the prepared raw material The heating step (S 20) of heating, the hot forging step (S 30) of plastically transforming the raw material in the heated state into the shape of a lock nut using a press and a mold (S 30), in order to increase the hardness of the material made in the shape of the lock nut A first heat treatment step (S 40) of performing heat treatment, a cold forging step (S 60) of plastic deformation using a press and a mold to adjust the shape of the heat treated material to a fixed number (S 60), and removing the stress remaining inside the material It is characterized by consisting of a secondary heat treatment step (S 70) for processing and a cutting step (S 90) of cutting the outer and inner surfaces of the material.
본 발명에 의한 차량의 조향장치용 락너트의 제조방법은 열간단조단계 즉, 업셋팅단계와 블록킹단계 및 트리밍단계에 의해 락너트의 모양으로 성형하고, 이후 냉간단조단계에 의해 절삭가공할 면이나 모서리를 제외하고 정확한 락너트의 모양으로 성형한 뒤 절삭가공단계에 의해 정치수의 제품으로 제작함으로써, 절삭가공에 의한 공정을 줄여서 생산시간과 비용을 절감할 수 있고 대량생산이 가능한 현저한 효과가 있으며, 상기 열간단조단계인 업세팅단계와 블록킹단계 및 트리밍단계를 거쳐 만들어진 반제품은 열처리단계를 통해 경도를 높이고, 경도가 높아진 상태에서 냉간단조단계를 수행함으로써 소재의 뒤틀림이나 변형을 방지하고 내구성을 높인 효과와 함께, 트리밍단계를 통해 뚫리는 관통홀의 크기는 만들고자 하는 관통홀의 크기보다 1~3mm 정도 작은 직경을 가지도록 함으로써, 내경의 절삭가공시 충분한 절삭량을 확보할 수 있어서 바이트와 같은 절삭공구의 파손을 방지하고 절삭가공시 발생할 수 있는 떨림을 방지하여 치수정밀도가 높은 제품을 생산할 수 있는 현저한 효과가 있다.A method for manufacturing a lock nut for a steering device of a vehicle according to the present invention is formed into a lock nut shape through hot forging steps, that is, an upsetting step, a blocking step, and a trimming step, and then a surface or corner to be cut by a cold forging step. After molding into the exact shape of the lock nut except for the cutting process, it is produced as a product of fixed number through the cutting process, which reduces the process by cutting process to reduce production time and cost, and has a remarkable effect that enables mass production. Semi-finished products made through forging steps such as upsetting, blocking, and trimming are hardened through a heat treatment step, and cold forging is performed in a state where the hardness is increased to prevent distortion or deformation of the material and increase durability. , The size of the through-hole drilled through the trimming step should have a diameter that is 1 to 3 mm smaller than the size of the through-hole to be made, so that a sufficient amount of cutting can be secured when cutting the inner diameter, preventing damage to cutting tools such as bites and cutting It has a remarkable effect of producing products with high dimensional accuracy by preventing vibration that may occur during processing.
도 1은 본 발명에 의한 락너트의 구성사시도
도 2는 본 발명의 피어싱단계 이전 피니싱단계가 끝난 락너트의 구성사시도
도 3은 본 발명의 전체구성순서도
도 4는 본 발명의 일부분 공정설명도
도 5는 피어싱단계가 끝난 락너트의 평면구성도1 is a perspective view of the configuration of a lock nut according to the present invention
Figure 2 is a perspective view of the configuration of the lock nut after the finishing step before the piercing step of the present invention
3 is a flowchart of the overall configuration of the present invention
Figure 4 is a partial process description of the present invention
Figure 5 is a plan view of the lock nut after the piercing step
본 발명은 차량의 조향장치에 사용되는 락너트의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열간단조단계 즉, 업셋팅단계와 블록킹단계 및 트리밍단계에 의해 락너트의 대략적인 모양으로 성형하고, 대략적인 모양으로 성형된 반제품을 열처리단계에 의해 강도를 높이고 내부응력을 제거하며, 이후 냉간단조단계에 의해 락너트의 모양으로 성형한 뒤 한 번 더 열처리를 수행하여 내부응력을 제거한 뒤 절삭가공단계에 의해 정치수의 제품으로 제작함으로써, 절삭가공에 의한 공정을 줄여서 생산시간과 비용을 절감할 수 있고 대량생산이 가능한 차량의 조향장치용 락너트의 제조방법이다.The present invention relates to a method for manufacturing a lock nut used in a steering device of a vehicle, and more particularly, by forming a lock nut into an approximate shape through a hot forging step, that is, an upsetting step, a blocking step, and a trimming step, and The semi-finished product formed by heat treatment increases the strength and removes internal stress. Then, it is molded into the shape of a lock nut by cold forging, and heat treatment is performed once more to remove internal stress. It is a method of manufacturing a lock nut for a steering device of a vehicle, which can reduce production time and cost by reducing the cutting process by manufacturing a product of, and mass production is possible.
도 1은 본 발명에 의한 락너트의 구성사시도이고, 도 2는 본 발명의 피어싱단계 이전 피니싱단계가 끝난 락스크류의 구성사시도로써, 본 발명에서 생산하고자 하는 락너트는 락너트 몸체(10)의 외부 테두리를 따라 비연속적인 형태로 총 6개의 슬롯부(11)가 형성되어 있으며, 중심부에는 관통홀이 형성되고, 몸체(10)의 외부 테두리 원주면에는 나사산이 형성되어 있다.1 is a perspective view of the configuration of a lock nut according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a lock screw that has finished the finishing step before the piercing step of the present invention. A total of six slots 11 are formed in a non-continuous manner along, a through hole is formed in the center, and a screw thread is formed on the circumferential surface of the outer rim of the body 10.
도 2에 나타나 있는 락너트는 피어싱단계 이전 피니싱단계가 끝난 락너트로써, 중심부에는 바닥부(12)가 남아 있는 상태이다.The lock nut shown in FIG. 2 is a lock nut that has completed the finishing step before the piercing step, and the bottom part 12 remains in the center.
이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 전체구성순서도이고, 도 4는 본 발명의 일부분 공정설명도이며, 도 5는 피어싱단계가 끝난 락너트의 평면구성도로써, 본 발명에 의한 차량의 조향장치용 락너트의 제조방법은 차량의 조향장치에 사용되는 락너트의 제조방법에 있어서, 봉형 소재를 일정한 크기로 절단하는 원소재 준비단계(S 10)와, 준비된 원소재를 가열하는 가열단계(S 20)와, 가열된 상태의 원소재를 프레스와 금형을 이용하여 락너트의 모양으로 소성 변형하는 열간단조단계(S 30)와, 락너트의 형상으로 만들어진 소재의 경도를 높이기 위해 열처리를 행하는 1차 열처리단계(S 40)와, 열처리가 끝난 소재의 형상을 정치수로 맞추기 위해 프레스와 금형을 이용해 소성 변형하는 냉간단조단계(S 60)와, 소재 내부에 남아있는 응력을 제거하기 위한 2차 열처리단계(S 70)와, 소재의 외면과 내면을 절삭가공하는 절삭가공단계(S 90);로 이루어지는 것이 특징이다.3 is a flowchart of the overall configuration of the present invention, FIG. 4 is a partial process description of the present invention, and FIG. 5 is a plan configuration diagram of a lock nut after the piercing step is completed. In the method for manufacturing a lock nut used in a steering device of a vehicle, a raw material preparation step of cutting a rod-shaped material into a certain size (S 10), a heating step of heating the prepared raw material (S 20), and a heated state A hot forging step of plastically deforming the raw material into a lock nut shape using a press and a mold (S30), and a first heat treatment step of performing heat treatment to increase the hardness of the material made in the shape of a lock nut (S40); A cold forging step (S 60) of plastic deformation using a press and a mold to adjust the shape of the heat treated material to a constant number, a second heat treatment step (S 70) to remove the stress remaining inside the material, and the material It is characterized by consisting of; a cutting step (S90) of cutting the outer and inner surfaces of.
먼저, 원소재 준비단계(S 10)는 만들고자 하는 락너트(1)의 중량에 맞추어 봉형 소재를 절단하여 준비하는 단계로서, 락너트(1)의 중량보다 일정량 더 많은 중량으로 잘라서 준비하여야만 추후 기계가공에서 발생하는 로스분에 대비할 수 있다.First, the raw material preparation step (S 10) is a step of cutting and preparing a rod-shaped material according to the weight of the lock nut 1 to be made. You can prepare for the loss that occurs.
상기 가열단계(S 20)는 준비된 원소재를 고주파로 가열하여 조직을 연화시키는 단계이며, 가열온도는 1100~1300℃ 사이로 가열하고, 가열된 상태의 소재는 열간단조단계(S 30)에서 프레스와 금형을 이용하여 소성 변형시키게 된다.The heating step (S 20) is a step of softening the organization by heating the prepared raw material with high frequency, the heating temperature is heated between 1100 ~ 1300 ℃, and the material in the heated state is hot forged in the step (S 30) with a press It is plastically deformed using a mold.
상기 열간단조단계(S 30)를 통해 락너트의 모양대로 성형된 반제품은 1차 열처리단계(S 40)로 이동되어 열처리를 행하게 되며, 상기 1차 열처리단계(S 40)는 담금질(quenching)과 풀림(annealing)을 순차적으로 수행하여 소재의 경도를 높이고 담금질로 인하여 경화한 재료의 내부 균열을 제거하게 된다.The semi-product molded into the shape of the lock nut through the hot forging step (S 30) is moved to the first heat treatment step (S 40) to be heat treated, and the first heat treatment step (S 40) is quenching and loosening. (Annealing) is performed sequentially to increase the hardness of the material and to remove internal cracks in the material hardened by quenching.
1차 열처리단계(S 40)를 통해 열처리가 완료된 소재는 냉간단조단계(S 60)를 통해 형상과 치수를 소성 변형하여 정치수의 제품으로 만들어지게 되며, 냉간단조단계(S 60)를 통해 소성 변형된 반제품은 2차 열처리단계(S 70)를 통해 다시 한 번 열처리를 수행하여 내부응력을 제거한 다음 절삭가공단계(S 90)를 수행하는 공작기계 쪽으로 이송되어 외면 및 내면의 절삭가공을 수행하게 된다.The material that has been heat treated through the first heat treatment step (S 40) is plastically transformed in shape and dimension through the cold forging step (S 60) to be made into a product of fixed number, and is plasticized through the cold forging step (S 60). The deformed semi-finished product is subjected to heat treatment once again through the second heat treatment step (S70) to remove internal stress, and then transferred to the machine tool that performs the cutting step (S90) to perform cutting on the outer and inner surfaces. do.
또한, 상기 열간단조단계(S 30)는 가열된 상태의 원소재를 프레스와 금형을 이용하여 높이를 줄이고 넓이를 늘리도록 소성 변형하는 업셋팅단계(S 31)와, 업세팅이 끝난 소재를 프레스와 금형을 이용하여 락너트의 형상으로 소성 변형하는 블록킹단계(S 32)와, 소재의 외부에 남아있는 버를 제거하고 관통홀을 뚫기 위한 트리밍단계(S 33)로 구성되며, 소재는 업세팅단계(S 31), 블록킹단계(S 32) 및 트리밍단계(S 33)가 순차적으로 이루어지면서 가공되게 된다.In addition, the hot forging step (S 30) includes an upsetting step (S 31) of plastically deforming the raw material in a heated state to reduce the height and increase the width using a press and a mold, and press the material after the upsetting. It consists of a blocking step (S 32) of plastic deformation into the shape of a lock nut using a mold and a trimming step (S 33) to remove burrs remaining on the outside of the material and drill a through hole, and the material is upsetting (S 31), blocking step (S 32) and trimming step (S 33) are sequentially processed.
상기 업셋팅단계(S 31)는 고주파가열기에 의해 가열된 봉 형상의 소재를 금형 내부에 넣고 프레스를 이용해 가압하여 원판 형상으로 만드는 단계이고, 블록킹단계(S 32)는 업셋팅단계(S 31)를 통해 원판 형상으로 만들어진 소재를 프레스와 금형을 이용해 락너트의 대략적인 형상으로 성형하는 단계이며, 상기 트리밍단계(S 33)는 성형된 반제품에서 외부에 남아있는 버를 제거하고 관통홀을 뚫기 위한 공정이다.The upsetting step (S31) is a step of putting a rod-shaped material heated by a high-frequency heater into a mold and pressing it using a press to make it into a disc shape, and the blocking step (S32) is the upsetting step (S31 ) is a step of molding a disc-shaped material into a rough shape of a lock nut using a press and a mold, and the trimming step (S33) is for removing burrs remaining on the outside of the molded semi-finished product and drilling a through hole. It is fair.
상기 업세팅단계(S 31), 블록킹단계(S 32) 및 트리밍단계(S 33)는 모두 열간단조단계이어서 소재의 온도가 일정온도 이상인 상태에서 소재를 성형하게 되는데, 고주파가열기의 일측에 공급슈트를 설치하고, 상기 공급슈트를 따라 가열된 상태의 소재가 배출되도록 하며, 공급슈트는 소재가 배출되는 쪽을 제외하고는 밀폐된 상태로 설치되어 있어서 소재의 이송중 소재의 온도가 급격히 저하되는 것을 방지한다.The upsetting step (S 31), the blocking step (S 32), and the trimming step (S 33) are all hot forging steps, so that the material is molded while the temperature of the material is higher than a certain temperature. A chute is installed, and the material in a heated state is discharged along the supply chute, and the supply chute is installed in a closed state except for the side where the material is discharged, so that the temperature of the material rapidly decreases during the transfer of the material prevent that
또한, 상기 업세팅단계(S 31), 블록킹단계(S 32) 및 트리밍단계(S 33)에서 사용되는 단조금형은 일측에 온도센서가 부착되어 있고, 단조금형의 일측에는 소재가 단조금형에 눌어붙지 않도록 이형제를 분사하기 위한 이형제 분사장치가 설치되어 있으며, 소재가 금형 내로 투입되어 하나의 제품이 성형되어 배출되고 나면 이형제가 금형의 표면 쪽으로 자동으로 분사되어 소재가 눌어붙지 않도록 하여, 이형제의 분사량은 단조금형의 온도에 따라 자동으로 조절이 이루어진다.In addition, a temperature sensor is attached to one side of the forging mold used in the upsetting step (S 31), blocking step (S 32) and trimming step (S 33), and the material is pressed into the forging mold on one side of the forging mold. A release agent spraying device is installed to spray the release agent to prevent sticking, and after the material is injected into the mold and one product is molded and ejected, the release agent is automatically sprayed toward the surface of the mold to prevent the material from sticking, and the amount of release agent sprayed It is automatically adjusted according to the temperature of the silver forging mold.
즉, 단조금형의 온도가 설정된 온도값보다 높을 경우 이형제의 분사량을 늘려줌에 따라 단조금형의 온도를 낮추어줄 수 있고, 이로써 금형의 온도가 급격히 상승되는 것을 방지하여 금형의 사용수명을 늘리고, 금형의 열변형을 방지하여 성형되는 제품의 치수정밀도를 더욱 높일 수 있다.That is, when the temperature of the forging mold is higher than the set temperature value, the temperature of the forging mold can be lowered by increasing the amount of injection of the release agent, thereby preventing the temperature of the mold from rising rapidly to increase the lifespan of the mold, It is possible to further increase the dimensional accuracy of the molded product by preventing thermal deformation of the molded product.
여기서, 상기 블록킹단계(S 32)는 소재의 온도가 상온보다 높은 상태에서 프레스와 금형을 이용해 락너트의 모양대로 성형하는 열간단조공정이며, 상기 블록킹단계(S 32)를 거쳐 만들어진 반제품 형태의 락너트는 락너트의 몸체(10)에 바닥부(12)가 형성되어 있으며, 상기 바닥부(12)의 두께는 1~3mm이고, 상기 트리밍단계(S 33)를 통해 뚫리는 관통홀의 크기는 만들고자 하는 관통홀의 크기보다 1~3mm 정도 작은 직경을 가지게 된다.Here, the blocking step (S 32) is a hot forging process in which the material is formed into the shape of the lock nut using a press and a mold in a state where the temperature of the material is higher than room temperature. The bottom part 12 is formed in the body 10 of the lock nut, the thickness of the bottom part 12 is 1 to 3 mm, and the size of the through hole drilled through the trimming step (S 33) is the size of the through hole to be made. It has a diameter smaller than 1-3 mm.
즉, 블록킹단계(S 32)에서는 바닥부(12)를 제거하지 않은 상태로 제품을 소성 변형시키고, 이후 트리밍단계(S 33)에서 관통홀(13)을 뚫으며, 트리밍단계(S 33)에서 뚫는 관통홀(13)의 크기는 최종적으로 만들고자 하는 관통홀의 크기보다 1~3mm 정도 작은 직경을 가지게 된다.That is, in the blocking step (S 32), the product is plastically deformed without removing the bottom portion 12, and then the through hole 13 is drilled in the trimming step (S 33), and in the trimming step (S 33) The size of the through hole 13 to be drilled has a smaller diameter by about 1 to 3 mm than the size of the through hole to be finally made.
또한, 도 4를 참조하면, 상기 블록킹단계(S 32)는 두 번의 공정으로 나누어 실시할 수 있으며, 이러한 경우 1차 블록킹단계(S 32-1)와 2차 블록킹단계(S 32-2)로 나눌 수 있으며, 상기 2차 블록킹단계(S 32-2)는 피니셔단계로서 한 번의 블록킹단계에 의해 완전한 형상을 만들기가 어려운 경우 공정을 2단계로 분리하여 실시할 수 있다. 즉, 상기 2차 블록킹단계(S 32-2)는 피니셔단계로서 1차 블록킹단계(S 32-1)에서 성형된 제품을 다시 한번 성형하게 된다.In addition, referring to Figure 4, the blocking step (S 32) can be divided into two processes, in this case, the first blocking step (S 32-1) and the second blocking step (S 32-2) The second blocking step (S32-2) is a finisher step, and if it is difficult to make a complete shape by one blocking step, the process can be separated into two steps. That is, the second blocking step (S32-2) is a finisher step, and the product molded in the first blocking step (S32-1) is once again molded.
도 5를 참조하면, 만들고자 하는 락너트의 관통홀 직경(D)이 60mm라면, 상기 트리밍단계(S 33)에서 뚫는 관통홀(13)의 직경(d)은 56~59mm 사이의 직경으로 뚫고, 이후 절삭가공을 통해 관통홀(13)의 직경을 60mm로 뚫게 되며, 이로써 관통홀(13)의 정확한 치수를 맞출 수 있다.Referring to FIG. 5, if the diameter (D) of the through hole of the lock nut to be made is 60 mm, the diameter (d) of the through hole 13 drilled in the trimming step (S33) is drilled with a diameter between 56 and 59 mm, and then Through the cutting process, the diameter of the through hole 13 is drilled to 60 mm, whereby the exact size of the through hole 13 can be matched.
또한, 상기 1차 열처리단계(S 40)와 냉간단조단계(S 60) 사이에는 소재 표면에 붙어 있는 산화피막을 제거하기 위한 쇼트블라스팅단계(S 50)가 더 수행되며, 2차 열처리단계(S 70)와 절삭가공단계(S 90) 사이에도 산화피막을 제거하기 위한 쇼트블라스팅단계(S 80)가 더 수행되게 된다.In addition, between the first heat treatment step (S 40) and the cold forging step (S 60), a shot blasting step (S 50) is further performed to remove the oxide film attached to the surface of the material, and the second heat treatment step (S 70) and the cutting process step (S90), a shot blasting step (S80) is further performed to remove the oxide film.
즉, 상기 쇼트블라스팅단계(S 50, S 80)는 쇼트블라스터장치를 이용하여 작은 스틸볼을 열처리가 끝난 소재 쪽으로 강한 압력으로 분사하여 소재의 표면에 붙어 있는 산화피막이나 녹과 같은 이물질을 제거하게 되며, 2번에 걸친 쇼트블라스팅단계(S 50, S 80)에 의해 소재의 외부에 버가 남지 않게 되며 이로써 소재의 외부 특히 모서리 부분에 대한 별도의 트리밍 공정이나 절삭가공공정이 필요치 않게 된다.That is, the shot blasting step (S50, S80) uses a shot blaster device to spray small steel balls toward the heat-treated material with strong pressure to remove foreign substances such as oxide film or rust attached to the surface of the material. In addition, no burr is left on the outside of the material by the two shot blasting steps (S 50 and S 80), and thus, a separate trimming process or cutting process for the outside of the material, especially the corner part, is not required.
또한, 상기 절삭가공단계(S 90)는 내경과 단면을 절삭가공하는 1차 절삭가공단계(S 91)와, 외경과 나사를 가공하는 2차 절삭가공단계(S 92)로 이루어지며, 1차 절삭가공단계(S 91)는 락너트 반제품의 외경을 척킹한 상태에서 락너트를 회전시켜 내경과 단면을 절삭가공하고, 2차 절삭가공단계(S 92)는 내경을 척킹한 상태에서 락너트를 회전시켜 외경과 나사를 가공하게 된다.In addition, the cutting step (S 90) consists of a first cutting step (S 91) of cutting the inner diameter and end face, and a second cutting step (S 92) of machining the outer diameter and screw. In the cutting process step (S91), while the outer diameter of the lock nut semi-finished product is chucked, the lock nut is rotated to cut the inner diameter and end surface, and in the second cutting process step (S92), the outer diameter of the lock nut is rotated while the inner diameter is chucked. and screws are processed.
즉, 상기 절삭가공단계는 1차 절삭가공단계(S 91)를 통해 락너트의 내경과 단면을 가공하게 되는데, 락너트의 외부면이 원형이므로 외면을 척킹한 상태에서 락너트를 회전시켜 CNC선반과 같은 공작기계를 이용해 내경 및 단면을 절삭 가공하고, 이후 2차 절삭가공단계(S 92)를 통해 관통홀 즉 내면을 척킹한 상태에서 외경을 가공하고 필요시 나사를 가공하게 된다.That is, in the cutting step, the inner diameter and cross section of the lock nut are processed through the first cutting step (S91). Since the outer surface of the lock nut is circular, the lock nut is rotated while the outer surface is chucked to perform a CNC lathe-like operation. The inner diameter and the end face are cut using a machine, and then the outer diameter is machined through the through hole, that is, the inner surface is chucked through the second cutting step (S92), and the screw is machined if necessary.
여기서, 블록킹단계(S 32)에서는 슬롯부(11)의 외부 모서리와 내부 모서리를 최종 만들고자 하는 제품보다 곡률이 낮게 형성하고, 이후 냉간단조단계(S 60)에서 슬롯부(11)의 외부 모서리와 내부 모서리를 최종 만들고자 하는 제품과 같은 높은 곡률로 형성함으로써 금형의 사용시간을 더욱 늘릴 수 있다.Here, in the blocking step (S 32), the outer edge and inner edge of the slot portion 11 are formed to have a lower curvature than the product to be finally made, and then in the cold forging step (S 60), the outer edge and inner edge of the slot portion 11 and By forming the inner corner with the same high curvature as the final product, the usage time of the mold can be further increased.
쇼트블라스팅단계(S 80)를 거쳐 제작된 락너트의 단조가공품은 절삭가공단계(S 90)로 보내어지기 전에 검사단계(S 85)를 거치게 되는데, 상기 검사단계(S 85)는 자분탐상검사단계(S 86)과 외관 및 치수검사단계(S 87)로 나누어진다.The forged product of the lock nut manufactured through the shot blasting step (S80) goes through an inspection step (S85) before being sent to the cutting step (S90). The inspection step (S85) is a magnetic particle inspection step ( S 86) and appearance and dimension inspection step (S 87).
상기 자분탐상검사단계(S 86)는 자분농도가 015~0.258mm/100ml이고, 자분종류는 LY-40이며, 자화전류는 2000~3000A/m, 자외선강도 800Lux 이상에서 락스크류 샘플을 검사하였을 때 내부 조직에 크랙이 생겨 누설자장이 생기지 않아야 되며, 외관 및 치수검사단계(S 87)는 외관에 크랙이나 겹침현상이 발생하지 않아야 된다.In the magnetic particle inspection step (S 86), the magnetic particle concentration is 015 ~ 0.258mm / 100ml, the magnetic particle type is LY-40, the magnetization current is 2000 ~ 3000A / m, and the lock screw sample is inspected at an ultraviolet intensity of 800 Lux or more Cracks should not occur in the internal structure and leakage magnetic field should not occur, and in the external appearance and dimension inspection step (S87), cracks or overlapping phenomena should not occur in the external appearance.
결국, 본 발명에 의한 차량의 조향장치용 락너트의 제조방법은 열간단조단계 즉, 업셋팅단계와 블록킹단계 및 트리밍단계에 의해 락너트의 모양으로 성형하고, 이후 냉간단조단계에 의해 절삭가공할 면이나 모서리를 제외하고 정확한 락너트의 모양으로 성형한 뒤 절삭가공단계에 의해 정치수의 제품으로 제작함으로써, 절삭가공에 의한 공정을 줄여서 생산시간과 비용을 절감할 수 있고 대량생산이 가능한 현저한 효과가 있으며, 상기 열간단조단계인 업세팅단계와 블록킹단계 및 트리밍단계를 거쳐 만들어진 반제품은 열처리단계를 통해 경도를 높이고, 경도가 높아진 상태에서 냉간단조단계를 수행함으로써 소재의 뒤틀림이나 변형을 방지하고 내구성을 높인 효과와 함께, 트리밍단계를 통해 뚫리는 관통홀의 크기는 만들고자 하는 관통홀의 크기보다 1~3mm 정도 작은 직경을 가지도록 함으로써, 내경의 절삭가공시 충분한 절삭량을 확보할 수 있어서 바이트와 같은 절삭공구의 파손을 방지하고 절삭가공시 발생할 수 있는 떨림을 방지하여 치수정밀도가 높은 제품을 생산할 수 있는 현저한 효과가 있다.As a result, in the manufacturing method of a lock nut for a steering device of a vehicle according to the present invention, the hot forging step, that is, the upsetting step, the blocking step, and the trimming step are formed into the shape of a lock nut, and then the cold forging step is performed to cut the surface or After molding into the exact shape of the lock nut except for the corners, it is produced as a product of fixed number through the cutting process, which reduces the process by cutting, thereby reducing production time and cost, and has a remarkable effect of mass production. The half-finished product made through the upsetting, blocking, and trimming steps, which are the hot forging steps, has an effect of preventing distortion or deformation of the material and enhancing durability by increasing the hardness through the heat treatment step and performing the cold forging step in a state in which the hardness is increased. In addition, the size of the through hole drilled through the trimming step is to have a smaller diameter by 1 to 3 mm than the size of the through hole to be made, so that a sufficient amount of cutting can be secured when cutting the inner diameter, preventing damage to cutting tools such as bites. It has a remarkable effect of producing products with high dimensional precision by preventing vibration that may occur during cutting.
1. 락너트
10. 몸체 11. 슬롯부
12. 바닥부 13. 관통홀
S 10; 원소재 준비단계 S 20; 가열단계
S 30; 열간단조단계 S 31; 업셋팅단계
S 32; 블록킹단계 S 33; 트리밍단계
S 40; 1차 열처리단계 S 50; 쇼트블라스팅단계
S 60; 냉간단조단계 S 70; 2차 열처리단계
S 80; 쇼트블라스팅단계 S 85; 검사단계
S 90; 절삭가공단계 S 91; 1차 절삭가공단계
S 92; 2차 절삭가공단계1. Locknut
10. Body 11. Slot part
12. Bottom part 13. Through hole
S 10; raw material preparation step S 20; heating step
S 30; Hot forging step S 31; upsetting step
S32; Blocking step S 33; trimming step
S40; 1st heat treatment step S 50; shot blasting step
S 60; Cold forging step S 70; 2nd heat treatment step
S80; Shot blasting step S 85; inspection step
S90; Cutting process step S 91; 1st cutting process step
S92; 2nd cutting process step
Claims (5)
봉형 소재를 일정한 크기로 절단하는 원소재 준비단계(S 10)와, 준비된 원소재를 가열하는 가열단계(S 20)와, 가열된 상태의 원소재를 프레스와 금형을 이용하여 락너트의 모양으로 소성 변형하는 열간단조단계(S 30)와, 락너트의 형상으로 만들어진 소재의 경도를 높이기 위해 열처리를 행하는 1차 열처리단계(S 40)와, 열처리가 끝난 소재의 형상을 정치수로 맞추기 위해 프레스와 금형을 이용해 소성 변형하는 냉간단조단계(S 60)와, 소재 내부에 남아있는 응력을 제거하기 위한 2차 열처리단계(S 70)와, 소재의 외면과 내면을 절삭가공하는 절삭가공단계(S 90);로 이루어지며,
상기 열간단조단계(S 30)는 가열된 상태의 원소재를 프레스와 금형을 이용하여 높이를 줄이고 넓이를 늘리도록 소성 변형하는 업셋팅단계(S 31)와, 업세팅이 끝난 소재를 프레스와 금형을 이용하여 락너트의 형상으로 소성 변형하는 블록킹단계(S 32)와, 소재의 외부에 남아있는 버를 제거하고 관통홀을 뚫기 위한 트리밍단계(S 33)로 구성되며, 소재는 업세팅단계(S 31), 블록킹단계(S 32) 및 트리밍단계(S 33)가 순차적으로 이루어지면서 가공되고,
상기 블록킹단계(S 32)는 소재의 온도가 상온보다 높은 상태에서 프레스와 금형을 이용해 락너트의 모양대로 성형하는 열간단조공정이며, 상기 블록킹단계(S 32)를 거쳐 만들어진 반제품 형태의 락너트는 락너트의 몸체(10)에 바닥부(12)가 형성되어 있으며, 상기 바닥부(12)의 두께는 1~3mm이고, 상기 트리밍단계(S 33)를 통해 뚫리는 관통홀의 크기는 만들고자 하는 관통홀의 크기보다 1~3mm 정도 작은 직경을 가지며,
상기 업세팅단계(S 31), 블록킹단계(S 32) 및 트리밍단계(S 33)는 모두 열간단조단계로서 소재의 온도가 일정온도 이상인 상태에서 소재를 성형하게 되며, 고주파가열기의 일측에 공급슈트를 설치하고, 상기 공급슈트를 따라 가열된 상태의 소재가 배출되도록 하며, 공급슈트는 소재가 배출되는 쪽을 제외하고는 밀폐된 상태로 설치되어 있어서 소재의 이송중 소재의 온도가 급격히 저하되는 것을 방지하고,
상기 업세팅단계(S 31), 블록킹단계(S 32) 및 트리밍단계(S 33)에서 사용되는 단조금형은 일측에 온도센서가 부착되어 있고, 단조금형의 일측에는 소재가 단조금형에 눌어붙지 않도록 이형제를 분사하기 위한 이형제 분사장치가 설치되어 있으며, 소재가 금형 내로 투입되어 하나의 제품이 성형되어 배출되고 나면 이형제가 금형의 표면 쪽으로 자동으로 분사되어 소재가 눌어붙지 않도록 하여, 이형제의 분사량은 단조금형의 온도에 따라 자동으로 조절이 이루어지며,
상기 블록킹단계(S 32)는 1차 블록킹단계(S 32-1)와 2차 블록킹단계(S 32-2)로 이루어지며, 상기 2차 블록킹단계(S 32-2)는 피니셔단계로서 1차 블록킹단계(S 32-1)에서 성형된 제품을 다시 한번 성형하는 것이 특징인 차량의 조향장치용 락너트의 제조방법.
In the method of manufacturing a lock nut used in a steering device of a vehicle,
A raw material preparation step of cutting the rod-shaped material into a certain size (S 10), a heating step of heating the prepared raw material (S 20), and firing the heated raw material into a lock nut shape using a press and a mold. The hot forging step of deforming (S 30), the first heat treatment step of performing heat treatment to increase the hardness of the material made in the shape of the lock nut (S 40), and the press and mold to match the shape of the heat treated material to the fixed number A cold forging step of plastic deformation using (S60), a secondary heat treatment step for removing stress remaining inside the material (S70), and a cutting step of cutting the outer and inner surfaces of the material (S90) ; is made up of,
The hot forging step (S 30) includes an upsetting step (S 31) of plastically deforming the raw material in a heated state using a press and a mold to reduce the height and increase the width, and the press and mold of the raw material after the upsetting process. It consists of a blocking step (S 32) of plastic deformation into the shape of a lock nut by using , a trimming step (S 33) to remove burrs remaining on the outside of the material and drill a through hole, and the material is upset (S 32). 31), the blocking step (S 32) and the trimming step (S 33) are processed sequentially,
The blocking step (S32) is a hot forging process in which the material is formed into the shape of the lock nut using a press and a mold in a state where the temperature of the material is higher than room temperature. A bottom portion 12 is formed on the body 10, the thickness of the bottom portion 12 is 1 to 3 mm, and the size of the through hole drilled through the trimming step (S 33) is 1 greater than the size of the through hole to be made. It has a diameter as small as ~3 mm,
The upsetting step (S 31), blocking step (S 32), and trimming step (S 33) are all hot forging steps, in which the material is molded while the temperature of the material is higher than a certain temperature, and is supplied to one side of the high frequency heater. A chute is installed, and the material in a heated state is discharged along the supply chute, and the supply chute is installed in a closed state except for the side where the material is discharged, so that the temperature of the material rapidly decreases during the transfer of the material prevent it,
A temperature sensor is attached to one side of the forging mold used in the upsetting step (S 31), blocking step (S 32) and trimming step (S 33), and one side of the forging mold is so that the material does not stick to the forging mold. A release agent spraying device is installed to spray the release agent. After the material is injected into the mold and one product is molded and discharged, the release agent is automatically sprayed toward the surface of the mold to prevent the material from sticking, so the amount of release agent injected is monotonous. It is automatically adjusted according to the temperature of the mold,
The blocking step (S 32) consists of a first blocking step (S 32-1) and a second blocking step (S 32-2), and the second blocking step (S 32-2) is a finisher step. A method of manufacturing a lock nut for a steering device of a vehicle, characterized in that the product molded in the blocking step (S32-1) is once again molded.
상기 1차 열처리단계(S 40)와 냉간단조단계(S 60) 사이에는 소재 표면에 붙어 있는 산화피막을 제거하기 위한 쇼트블라스팅단계(S 50)가 더 수행되며, 2차 열처리단계(S 70)와 절삭가공단계(S 90) 사이에도 산화피막을 제거하기 위한 쇼트블라스팅단계(S 80)가 더 수행되는 것이 특징인 차량의 조향장치용 락너트의 제조방법.
According to claim 1,
Between the first heat treatment step (S 40) and the cold forging step (S 60), a shot blasting step (S 50) is further performed to remove the oxide film attached to the material surface, and a second heat treatment step (S 70) A method of manufacturing a lock nut for a steering device of a vehicle, characterized in that a shot blasting step (S80) for removing an oxide film is further performed between the and the cutting process step (S90).
상기 절삭가공단계(S 90)는 내경과 단면을 절삭가공하는 1차 절삭가공단계(S 91)와, 외경과 나사를 가공하는 2차 절삭가공단계(S 92)로 이루어지며, 1차 절삭가공단계(S 91)는 락너트 반제품의 외경을 척킹한 상태에서 락너트를 회전시켜 내경과 단면을 절삭가공하고, 2차 절삭가공단계(S 92)는 내경을 척킹한 상태에서 락너트를 회전시켜 외경과 나사를 가공하는 것이 특징인 차량의 조향장치용 락너트의 제조방법.
According to claim 1,
The cutting step (S 90) consists of a first cutting step (S 91) of cutting the inner diameter and end face, and a second cutting step (S 92) of machining the outer diameter and the screw. Step (S91) rotates the lock nut while chucking the outer diameter of the lock nut semi-finished product to cut the inner diameter and end face, and the second cutting step (S92) rotates the lock nut while chucking the inner diameter to cut the outer diameter and screw A method of manufacturing a lock nut for a steering device of a vehicle, characterized by processing.
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KR20100056648A (en) * | 2008-11-20 | 2010-05-28 | 주식회사 나래코퍼레이션 | Forging method of hypoid ring gear for motor vehicles |
KR20160102742A (en) | 2015-02-23 | 2016-08-31 | 주식회사 만도 | Lock screw assembly of rack-powered steering system |
KR20170136040A (en) * | 2016-05-30 | 2017-12-11 | 공주대학교 산학협력단 | Method for preparing precision metallic parts using compound forging and precision metallic parts prepared thereby |
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