KR102617778B1 - 알루미늄합금 원판 외주면 양측에 인너림과 아웃터림이 일체로 형성되는 스플릿 휠의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄합금 원판 외주면 양측에 인너림과 아웃터림을 차례로 형성하여 원판과 일체를 이루도록 한 스플릿 휠의 제조방법에 관한 것이다.

Description

알루미늄합금 원판 외주면 양측에 인너림과 아웃터림이 일체로 형성되는 스플릿 휠의 제조방법{A manufacturing method of a split wheel in which inner and outer rim are integrally formed on both sides of the outer circumferential surface of the aluminum alloy disc}

본 발명은 알루미늄합금 원판 외주면 양측에 인너림과 아웃터림을 차례로 형성하여 원판과 일체를 이루도록 한 스플릿 휠의 제조방법에 관한 것으로 보다 구체적인 것은,
알루미늄합금 소재로 되어 일정두께와 직경을 가지는 원판소재를 준비하되, 원판소재 중심부에는 원판소재회전장치의 중심축봉이 끼워지는 지지구멍을 뚫고, 지지구멍 외주에 일정크기의 고정구멍을 더 형성하여 원판소재고정부를 형성하고, 주축대와 심압대로 구성되어 원판소재를 고정하고, 회전시키는 원판소재회전장치의 주축대 중심축봉에는 중심축봉 외주에 고정축봉을 더 형성하여, 원판소재회전장치의 중심축봉에 원판소재를 결합하면, 원판소재가 회전할 때, 흔들리거나 미끌림이 일어나지 않도록 고정하고, 회전하는 원판소재 외주면에 캇타원판외주면을 따라 일정간격으로 톱니형캇타가 형성되고, 중심공에 전동회전축이 고정되어 구동하는 구속회전캇타를 준비하여 회전캇타를 회전시키면서 회전하는 원판소재 외주면에 접촉시키면 회전캇타가 원판소재 외주면을 깎아내는 방법으로 절개홈을 형성하여, 절개홈을 형성하여 절개홈 양측에 두께가 동일한 분할벽을 나란하게 형성하고, 분할벽이 형성된 원판소재를 주축대와 심압대에 인너림금형과, 아웃터림금형을 장착한 스피닝장치에 고정시킨 다음, 원판소재를 회전시키고, 원판소재의 외주면에 형성된 분할벽 사이에 분할벽간격벌림성형기를 접촉시켜 양측 분할벽을 일정각도로 벌린 다음, 인너림성형기와 아웃터림성형기를 해당 분할벽에 순차 접촉시켜 인너림과 아웃터림을 차례로 성형한 후, 심압대를 이간시켜 인너림과 아웃터림이 형성된 스플릿 휠 성형체를 인출하고, 530℃되는 열처리실에 넣어 2시간에 걸쳐 용체화처리를 하고, 용체화 처리가 끝난 스플릿 휠 성형체를 다시 스피닝장치의 인너림금형과 아웃터림금형 사이에 끼워서 인너림과 아웃터림 표면에 림정형용 성형기를 접촉시켜, 용체화 단계에서 변형된 림의 형상을 정형화시키는 림정형스피닝을 실시하고, 정형된 스플릿 휠을 180℃되는 열처리실에 넣어 9시간에 걸쳐 에이징 시효처리를 한 다음, 인출하여 스플릿 휠 중심원판에 센터홀과 부착구멍을 천공하는 단계로 이루어지는 알루미늄합금제 스플릿 휠 제조하는 방법이다.

종래의 스플릿 휠 제조방법은, 두께 5mm 되는 두개의 원판을 각각 준비하고, 각 원판의 외주연을 스피닝장치에 끼워 원판외주면 일측으로 림을 형성하고, 림이 형성된 두개의 원판을 림부분이 서로 반대쪽을 향하게 원판을 마주 붙여 용접하거나, 볼트와 너트로 체결하여 스플릿 휠을 제조하기 때문에, 양측림의 원판이 서로 결합하는 사이에 틈새가 발생하게 되어 주행시 떨림이 발생하고, 강도가 견고하지 못하게 되며, 외관이 미려하지 못할 뿐 아니라 제조단계가 복잡하여 제작비용도 많이 드는 불편이 있었다.

또, 상기한 불편을 해소하기 위해 원판의 두께가 두배로 되는 비철금속제 원판을 준비하고 원판 외주에 "∨"형 절개홈을 형성한 다음, 스피닝장치에 끼워서 "∨"형 절개홈 양측벽을 림성형기로 확장시켜 제1림과 제2림을 형성하는 휠제조방법이 공개특허공보 공개번호 10-2022-0050463호에 기재되어 있다.
그러나 상기 공개특허에 개시된 휠 제조방법은 원판 소재 외주면에 "∨"형 절개홈을 형성하기 위해 끝이 "∨"형 으로 된 롤러형 도구를 회전하는 원판 외주에 접촉하여 가압성형으로 "∨"형 절개홈을 형성하기 때문에 절개홈이 형성되는 과정에서 원판 외주에 과대한 마찰압력이 작용하므로, 원판소재가 변형되고, 절개홈이 일정깊이 이상으로 형성되지 않는 불편이 있었다.
이러한 사실은 두께 10mm 되는 림 제조용 원판 소재를 준비하고, 원판소재를 원판소재회전장치에 끼워 회전시킨 다음, 원판소재 외주면에 끝이 "∨"형으로 된 롤러형 도구를 접촉시켜 절개홈을 만들어 본 결과, 원판외주면에 형성되는 "∨"형 절개홈의 깊이가 40mm 이상으로 형성되지 않아 림 제조에 필요한 분할벽을 형성할 수 없다는 사실을 확인하였고, 이를 극복하기 위해 롤러형 도구의 끝을 다양한 각도로 변경하여 절개홈형성을 여러번 시도했으나, 그럼에도 불구하고 절개홈의 깊이가 40mm 이상으로 형성되지 않는 것을 알 수 있어서 끝이 "∨"형으로 된 롤러형 도구로는 원판소재 외주면에 림형성에 필요한 분할벽을 형성할 수 없다는 사실을 확인한바 있다.(아래 표 1 참조)

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- 롤러형 도구를 사용하여 절개홈 형성을 시도한 실험 결과 -

	롤러각도 (도)	회전수 (회)	샘플수량 (개)	절개깊이 (mm)
1	40	300	5	15
2	35	250	5	20
3	30	250	5	30
4	20	250	5	40
5	18	250	5	35

실험에 사용한 롤러형 도구 단면예시도

* 실험결과

앞에서 설명한 바와 같이 공개특허 공개공보 10-2022-0050463호에 예시된 "∨"형 절개홈을 형성하기 위해 두께 10mm 되는 비철금속제 원판을 준비하고, 그 외주면에 끝이 "∨"형으로 된 롤러형 도구를 접촉시켜 절개홈을 시도한 결과, 깊이 40mm 이상 되는 절개홈을 형성할 수 없음을 확인하였고, 절개홈 깊이가 40mm 정도에서는 절개홈 양측에 인너림과 아웃터림을 형성할 수 있는 분할벽을 형성할 수 없다는 사실을 확인하였다.

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선행기술 공개특허 제10-2016-0046959호 선행기술 등록특허 제10-1406498호 선행기술 공개특허 제10-2022-0050463호

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위하여 많은 연구를 하여 원판소재의 외주면에 분할벽을 형성하는 방법을 개발함으로써, 스플릿 휠 제조에 필요한 규격의 분할벽을 형성할 수 있었고, 양측 분할벽을 이용하여 인너림과 아웃터림을 차례로 성형할 수 있었으며, 인너림과 아웃터림이 형성된 스플릿 휠 성형체를 용체화처리하고, 림정형스피닝을 실시한 후, 에이징 시효처리를 순차 실시함으로써, 알루미늄합금 소재로 되는 양질의 스플릿 휠을 제조할 수 있게 된 것이다.

본 발명은 알루미늄합금으로 된 일정규격의 원판 외주면 양측에 인너림과 아웃터림이 순차로 형성되어 원판과 일체로 형성되는 스플릿 휠을 스피닝공법으로 제조하기 위한 제조방법이 개시된다.

자동차휠은 타이어와 함께 차량의 하중을 지지하고, 차체의 구동력과 제동력을 노면에 전달하는 중요한 역활을 하며,

또한, 자동차휠은 림(Rim), 스포크(Sporke), 디스크(Disc), 허브(Hub)로 구성 되어 있다.

림은 타이어와 밀착되어 공기압을 유지해주는 부분이고, 스포크는 림과 허브를 연결하고, 디스크는 휠의 디자인이 적용되는 부분이며, 허브는 휠의 중앙부분에 위치하여 구멍을 통해 차축에 체결되는 부분이다.

이러한 자동차휠은 휠의 재질에 따라 스틸휠과 알루미늄합금휠로 구분되고, 스틸휠은 가격이 저렴한 반면, 알루미늄에 비해 두께가 두텁고 무거워 연비가 좋지 않고, 승차감이 좋지 않으나, 알루미늄합금휠은 스틸휠에 비해 방열특성이 좋고 제동성능과 마찰재의 수명을 향상시키고, 타이어 안전성과 수명을 연장하고 비중이 스틸휠 보다 가볍기 때문에 연료절감 효과가 높고 조정안전성이 좋으며, 승차감이 우수하고, 다양한 디자인을 형성하면서 사용수명을 높혀주는 장점이 있다.

따라서 알루미늄합금 원판을 소재로 하는 스플릿 휠은 자동차 휠의 발전에 많은 도움을 줄 수 있다.

본 발명은 상기 목적에 부합하는 알루미늄합금제 스플릿 휠을 스피닝장치를 이용하여 제조하기위한 제조방법이 개시된다.

본 발명은 알루미늄합금 소재로 된 원판소재(1)를 준비하여(이때 원판소재는 두께는 10∼12mm, 직경 330mm범위로 선택된다)

원판소재(1) 중심부에 형성되는 지지구멍(1a) 외주에 일정크기의 고정구멍(1b)을 형성하고,

주축대(2)와 심압대(2')로 구성되는 원판소재회전장치(20)는 주축대(2)의 중심축봉(2a) 외주에 중심축봉과 나란하게 고정축봉(2b)을 더 형성하여 원판소재(1)를 원판소재회전장치에 결합하면, 주축대(2)의 중심축봉(2a)은 원판소재중심 지지구멍(1a)에 결합하고, 고정축봉(2b)은 원판소재의 고정구멍(1b)에 같이 끼워저서 원판소재가 회전할 때, 원판소재회전장치에서 흔들리거나 미끄러지지 않도록 하는 원판 소재 고정단계를 실시하고, 원판소재 외주면에 절개홈을 낼 때,

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캇타원판(4a) 외주면을 따라 일정간격에 톱니형캇타(4b)가 형성되고, 중심공(4c)이 전동회전축(4d)에 고정되어 고속회전하는 회전캇타(4)를 준비하여

원판소재(1)를 원판소재회전장치(20)에 고정시키고, 회전시키면서 원판소재 외주면에 회전캇타(4)를 접촉시켜 회전캇타의 톱니형캇타(4b)가 원판소재 외주면을 깎아내는 방법으로 절개홈을 형성하여 폭2mm 되고, 깊이 80mm 되는 절개홈(5)을 형성함으로써, 절개홈 양측에 두께 4mm 되는 분할벽(1')(1")을 나란하게 형성하는 분할벽 형성단계;

분할벽(1')(1")의 외경을 폭이 넓은 인너림과 폭이 좁은 아웃터림의 규격에 맞도록 해당 분할벽의 외경을 맞추는 분할벽 외경 선정 단계;

스피닝장치의 주축대(6)와, 심압대(7)에 인너림금형(8)과 아웃터림금형(9)을 부착하고, 인너림금형(8)과, 아웃터림금형(9) 사이에 원판소재를 고정하는 원판소재 고정단계;

스피닝장치의 주축대와 심압대가 배치되는 측방에 CNC기계를 배치하고,

CNC기계의 컴퓨터에 림성형에 관련한 스피닝작업 프로그램을 입력시키며,

CNC기계의 툴장치부에 분할벽간격벌림성형기(10)와, 인너림성형기(11)와, 아웃터림성형기(12)와, 림정형용 성형기(13)를 장치하는 스피닝성형 준비단계;

스피닝장치의 주축대와 심압대를 회전시켜 원판소재를 회전시키고, 원판소재의 분할벽 사이에 분할벽간격벌림성형기(10)를 접촉시켜서 양측분할벽 사이를 일정각도로 벌리는 분할벽 간격 벌림단계;

일측 분할벽에 인너림성형기(11)를 접촉시켜 해당 분할벽을 인너림금형(8)에 밀착되도록 스피닝성형을 하여 인너림을 성형하고, 타측 분할벽에 아웃터림형성기(12)를 접촉시켜 해당 분할벽을 아웃터림금형(9)에 밀착되도록 스피닝성형을 하여 아웃터림을 형성하는 순차적인 림형성단계;

인너림과 아웃터림이 형성된 스플릿 휠 성형체를 스피닝장치에서 인출하여 530℃ 되는 열처리실에 넣고 2시간 동안 용체화처리를 하는 1차열처리단계;

용체화 처리한 스플릿 휠 성형체를 스피닝장치에 다시 끼워 인너림과 아웃터림 표면에 림정형용 성형기(13)를 접촉시켜 용체화처리단계에서 변형된 림의 형상을 다듬는 림정형스피닝 단계;

림정형스피닝을 마친 스플릿 휠을 180℃ 되는 열처리실에 넣고 9시간 동안 에이징 시효처리를 하는 2차열처리 단계;

2차열처리된 스플릿 휠을 인출하여 원판 부분에 쎈터홀(H1)과 부착구멍(H2)을 천공하는 구멍형성단계를 실시하여서 알루미늄합금 원판외주면 양측에 인너림과 아웃터림이 일체로 형성되는 스플릿 휠을 제조한다.

이와 같이 제조되는 본 발명은 일정규격의 알루미늄합금 원판 소재를 준비하되, 원판소재는 중심부에 지지구멍(1a)을 뚫고, 지지구멍 외주에 고정구멍(1b)을 더 형성하는 고정부를 형성하고, 원판소재회전장치(20)는 주축대(2) 중심에 중심축봉(2a)을 형성하고, 그 외주에 중심축봉과 나란하게 고정축봉(2b)을 더 형성하여, 원판소재(1)를 주축대(2) 중심축봉에 끼우면, 원판소재(1)의 중심부에 형성된 지지구멍(1a)에는 주축대의 중심축봉(2a)이 끼워지고, 원판소재의 고정구멍(1b)에는 주축대의 고정축봉(2b)이 끼워져 심압대(2')를 밀착시키면, 원판소재가 원판소재회전장치(20)의 주축대(2)에 확고하게 결합하면서 심압대(2')에 가압되므로, 원판소재가 공회전을 할 수 없게 된다.
그러므로 원판소재를 회전시키고 외주면에 회전캇타(4)를 접촉시킬 때, 원판 소재 외주면에 캇타저항이 크게 작용하여도 원판소재가 흔들리거나 미끌림이 일어나지 않게 되므로, 회전캇타를 안정적으로 접촉시켜 절개홈(5)을 형성할 수 있고, 회전캇타(4)는 두께가 2mm 되는 캇타원판(4a) 외주면에 일정간격으로 톱니형캇타(4b)가 형성되고, 중심공(4c)에 전동회전축(4d)이 결합되어 고속회전하므로, 회전캇타를 회전시키면서 회전하는 원판소재 외주면에 접촉시키면 회전캇타가 원판소재의 외주면에 접촉하여 원판소재의 외주면을 깎아내는 방법으로 절개홈(5)을 형성하기 때문에, 회전하는 원판소재(1) 외주면에 폭 2mm, 깊이 80mm 되는 절개홈을 정확하게 형성하여, 절개홈의 양측에 두께 4mm 되는 분할벽을 나란하게 형성할 수 있고, 분할벽의 두께가 일정하고 절개홈 깊이가 충분한 분할벽을 형성할 수 있게 되며, 원판소재의 평활도가 유지되어 원판소재에 변형이 발생하지 않게 분할벽을 안전하게 형성할 수 있게 되는 이점이 있고, 양측의 분할벽이 동일한 두께를 유지하기 때문에, 스피닝장치에 결합하여 인너림과 아웃터림을 형성하면, 균등한 두께의 림이 형성되어 견고한 림을 성형할 수 있게 된다.

이렇게 분할벽이 형성되면 분할벽의 외경을 인너림과 아웃터림의 폭에 맞도록 깎아 분할벽의 외경을 선정하고, 분할벽이 형성된 원판소재를 스피닝장치의 인너림금형과 아웃터림금형 사이에 고정시키고 회전시키면서, 먼저 분할벽 사이에 분할벽간격벌림성형기(10)를 투입하여 양측 분할벽을 인너림쪽과 아웃터림쪽으로 일정각도가 형성되게 벌려서 분할벽 사이에 인너림성형기와 아웃터림성형기가 투입될 수 있는 간격을 만들고, 일측벽에 인너림성형기(11)를 접촉시켜 해당벽을 인너림금형(8)에 밀착시키는 스피닝성형을 하여 인너림을 형성하고, 타측벽에 아웃터림성형기(12)를 접촉시켜, 아웃터림금형(9)에 밀착시키는 스피닝성형을 하여 아웃터림을 형성하게 된다.

이 과정에서 사용되는 분할벽간격벌림성형기와 인너림성형기와 아웃터림성형기는 CNC기계의 툴장치부에 부착되어 CNC기계에 입력된 스피닝 성형작업 프로그램에 따라 선택되어 작동하므로 가압방향과 늘임방향이 컴퓨터에 프로그램된 것에 따라 작동되어 기계적인 성형이 이루어지고, 성형단계에 맞추어 성형툴의 교체가 이루어지므로 능률적인 성형이 순차적으로 달성되는 이점이 있다.

또, 본 발명의 분할벽은 인너림의 규격과 아웃터림의 규격에 맞도록 그 외경이 선정되어 성형작업에 임하게 되므로, 인너림과 아웃터림의 폭에 맞는 성형이 이루어져 인너림과 아웃터림의 두께가 균등하게 형성되는 이점이 있고, 성형후 끝을 깎아내는 등의 후가공이 필요 없게 되어 완성도 높은 스플릿 휠을 형성할 수 있는 이점이 있다.

한편, 본 발명은 인너림과 아웃터림이 휠 성형체를 스피닝장치에서 인출하여 530℃ 되는 열처리실에 넣고 2시간 동안 용체화처리하므로, 알루미늄합금에 있어서 합금원소를 고용체로 용해하는 온도이상으로 가열하여 충분한 시간동안 유지한 후, 급냉하여 과포화 고용체로 만드는 1차열처리를 하고, 용체화 처리 후 인너림과 아웃터림이 형성된 휠을 스피닝장치부에 다시 끼워서 림정형스피닝을 함으로써, 용체화처리단계에서 변형된 림을 바르게 정형을 할 수 있게 되고, 림정형스피닝이 끝난 휠성형체를 180℃되는 열처리실에 넣어 9시간 동안 에이징 시효처리를 하는 2차열처리를 하므로 과포화 고용되어 있는 합금원소들을 석출시켜 재질의 물성을 결정하므로, 변수가 적은 최적화된 경도와 인장강도를 가지게 되어 내구성과 탄력성이 안정되는 알루미늄합금 스플릿 휠을 만들 수 있게 된다.
그러므로 본 발명은 인장강도 측정시 291MPa로 폭표치인 290MPa 보다 높은 강도가 확립되는 제품을 만들 수 있고, 휠의 중량이 목표중량 1.7kgs을 유지하는 양질의 알루미늄 합금 스플릿 휠을 제조할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 원판 소재 사시도
도 2는 본 발명의 분할벽 형성단계에 이용할 원판소재회전장치와 회전캇타의 예시도
도 3은 본 발명의 원판소재에 분할벽이 형성된 단면도
도 4는 도 3의 규격 예시도
도 5는 본 발명의 분할벽의 외경을 인너림과 아웃터림규격에 맞추어 가공한 예시도
도 6은 본 발명의 분할벽 사이에 분할벽 간격벌림성형기를 투입하여 분할벽 간격을 일정각도로 벌리는 예시도
도 7은 본 발명의 인너림 성형 예시도
도 8은 본 발명의 아웃터림 성형 예시도
도 9는 본 발명의 림정형스피닝 예시도
도 10은 본 발명으로 왼성된 스플릿 휠 단면도
도 11은 본 발명의 완성된 스플릿 휠 사시도이다.

본 발명은 알루미늄합금 원판 소재 외주면 양측에 인너림(b)과 아웃터림(c)을 순차적으로 형성하여, 원판외주에 일체로 형성되는 스플릿 휠(a)을 스피닝장치를 이용하여 제조하는 제조방법에 관한 것인데 이를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 알루미늄합금 소재로 되어 일정두께와 직경을 가지는 원판소재(1)준비단계; (이때 원판소재의 규격은 휠의 규격을 감안하여 직경 330mm, 두께 10mm∼12mm로 선택된다).

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원판소재 중심부에 원판소재회전장치(20)의 중심축봉(2a)이 끼워지는 지지구멍(1a)을 뚫고, 지지구멍 외주에 일정크기의 고정구멍(1b)을 더 형성하여 원판소재를 원판소재회전장치에 고정할 때, 원판소재회전장치의 중심축봉에서 미끌림이 생기거나 공회전이 일어나지 않게 고정시킬 수 있는 고정부를 형성하고,

주축대(2)와 심압대(2')로 형성되는 원판소재회전장치(20)는 주축대(2)의 중심축봉(2a) 외주에 중심축봉과 나란하게 고정축봉(2b)을 더 형성하여, 원판소재를 중심축봉(2a)에 결합하면 중심축봉은 원판소재의 지지구멍(1a)에 끼워지고, 중심축봉 외주에 형성된 고정축봉(2b)은 원판소재의 고정구멍(1b)에 끼워져 원판소재가 회전할 때, 중심축봉에서 미끌리거나 공회전이 일어나지 않게 고정하는 원판소재고정단계;

캇타원판(4a) 외주면을 따라 일정간격에 톱니형캇타(4b)가 형성되고, 중심공(4c)이 전동회전축(4d)에 고정되어 고속회전하는 회전캇타(4)를 준비하여, 원판소재(1)를 원판소재회전장치(20)에 고정시켜 회전시키면서 원판소재외주면에 회전캇타(4)를 접촉시켜 회전캇타가 원판소재 외주면을 깎아내는 방법으로 절개홈(5)을 형성하여 폭2mm 되고, 깊이 80mm 되는 절개홈(5)을 형성함으로써, 절개홈 양측에 두께 4mm 되는 분할벽(1')(1")을 나란하게 형성하는 분할벽 형성단계;(이때 회전캇타의 회전속도응 RPM 1900 회전으로 유지하는 것이 바람직하다.)

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분할벽(1')(1")의 외경을 폭이 넓은 인너림과 폭이 좁은 아웃터림의 규격에 맞도록 해당 분할벽의 외경을 맞추는 분할벽 외경선정 단계;(인너림과 아웃터림은 그 폭이 서로 다르기 때문에 이에 맞도록 분할벽의 외경을 맞추어 줌으로써, 성형시 림의 두께를 균등하게 유지할 수 있고, 후가공을 줄이는 성형이 가능하다.)

스피닝장치의 주축대(6)와 심압대(7)에 인너림금형(8)과 아웃터림금형(9)을 부착하고, 인너림금형(8)과 아웃터림금형(9)사이에 할벽이 형성된 원판소재를 고정하는 스피닝 준비 단계;

스피닝장치의 주축대와 심압대가 배치되는 측방에 CNC기계(14)를 배치하고,
CNC기계의 컴퓨터에 림성형에 관련한 스피닝작업용 프로그램을 입력시키며,

CNC 기계의 툴장치부(14a)에 분할벽간격벌림성형기(10)와, 인너림성형기(11)와, 아웃터림성형기(12)와 림정형용 성형기(13)를 장치하는 스피닝툴 준비단계;
스피닝장치의 주축대와 심압대를 회전시켜 원판소재를 회전시키고 분할벽(1')(1") 사이에 분할벽간격벌림성형기(10)를 접촉시켜 양측 분할벽 사이를 일정각도로 벌리는 분할벽 간격 벌림 단계;

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일측 분할벽(1')에 인너림성형기(11)를 접촉시켜 해당 분할벽을 인너림금형(8)에 밀착되도록 스피닝성형을 하여 인너림(b)을 성형하고, 타측 분할벽(1")에 아웃터림성형기(12)를 접촉시켜, 해당 분할벽을 아웃터림금형(9)에 밀착되도록 스피닝성형을 하여 아웃터림(c)을 성형하는 순차적인 림형성 단계;

인너림과 아웃터림이 양측에 형성된 스플릿 휠 성형체를 스피닝 장치에서 인출하여 530℃ 되는 열처리실에 넣고 2시간 동안 용체화처리하는 1차열처리 단계;

용체화 처리한 스플릿 휠 성형체를 스피닝장치에 다시 끼워서 인너림과 아웃터림 표면에 림정형용 성형기(13)를 접촉시켜 용체화처리단계에서 변형된 림의 형상을 다듬는 림정형스피닝 단계;

림정형스피닝을 마친 스플릿 휠을 180℃되는 열처리실에 넣고 9시간동안 에이징 시효처리하는 2차열처리단계;

2차열처리한 스플릿 휠을 인출하여 원판 부분에 센터홀(H1)과 부착구멍(H2)을 천공하는 구멍형성단계를 실시하여 알루미늄합금 원판 외주면 양측에 인너림과 아웃터림이 일체로 형성되는 스플릿 휠을 제조하게 된다.

상기에서 CNC기계는 시중에 있는 것을 이용하고, CNC기계에 입력되는 림형성에 관련된 스피닝작업 프로그램도 시중에서 판매되는 것을 이용하므로 구체적 설명은 생략한다.

1 : 원판소재 1',1" : 분할벽
1a : 지지구멍 1b : 고정구멍
2 : 주축대 2' : 심압대
2a : 중심축봉 2b : 고정축봉
4 : 회전캇타 4a : 캇타원판
4b : 톱니형캇타 4c : 중심공
4d : 전동회전축 5 : 절개홈
6 : 스피닝장치의 주축대 7 : 스피닝장치의 심암대
8 : 인너림금형 9 : 아웃터링금형
10 : 분할벽간격벌림성형기 11 : 인너림성형기
12 : 아웃터림성형기 13 : 림정형용 성형기
20 : 원판소재회전장치

Claims (1)

1. 일정두께와 직경을 가지는 알루미늄합금 원판소재(1)를 선택하고, 원판소재회전장치(20)에 고정하여 원판소재 외주에 절개홈을 형성하고, 절개홈이 형성된 원판소재를 스피닝장치의 주축대(6)와 심압대(7)에 장치한 인너림금형(8)과 아웃터림금형(9) 사이에 개입한 후, CNC기계의 툴장치부에 장치한 인너림성형기와 아웃터림성형기를 작동시켜 인너림과 아웃터림을 형성하는 스플릿 휠의 제조방법에 있어서,
   원판소재는 두께 10∼12mm 직경 330mm 되는 원판소재를 준비하여, 중심부에 지지구멍(1a)을 뚫고, 지지구멍 외주에 일정크기의 고정구멍(1b)을 더 형성하는 고정부를 형성하고,
   주축대(2)와 심압대(2')로 구성되는 원판소재회전장치(20)는 주축대(2)의 중심축봉(2a) 외주에 중심축봉과 나란하게 고정축봉(2b)을 더 형성하여 원판소재(1)의 지지구멍(1a)을 원판소재회전장치(20)의 중심축봉(2a)에 결합하면 중심축봉 외주에 형성한 고정축봉(2b)이 원판소재의 고정구멍(1b)에 같이 끼워져 원판소재가 회전할 때, 중심축봉에서 미끌리거나 공회전되지 않게 고정시키는 원판소재 고정단계;
   캇타원판(4a) 외주면을 따라 일정간격에 톱니형캇타(4b)를 형성하고, 중심공(4c)에 전동회전축(4d)이 고정되는 회전캇타(4)를 준비하여 회전캇타를 RPM 1900 회전속도로 회전시키면서 회전하는 원판소재 외주면에 접촉시켜 회전캇타의 톱니형 캇타(4b)가 원판소재 외주면을 깎아내는 방법으로 절개홈을 형성하여 폭 2mm, 깊이 80mm, 되는 절개홈(5)을 형성하고, 절개홈(5) 양측에 두께가 4mm 되는 분할벽(1')(1")을 나란하게 형성하는 분할벽 형성단계;
   분할벽(1')(1")의 외경을 인너림과 아웃터림의 폭에 맞도록 외경의 크기를 맞추는 분할벽 외경선정단계;
   CNC 기계의 툴장치부(14a)에 장치한 분할벽간격벌림성형기(10)를 분할벽(1')(1") 사이에 투입하여 양측 분할벽 간격을 일정각도로 벌리고 일측 분할벽(1')에 인너림성형기(11)를 접촉시켜 해당 분할벽을 인너림금형(8)에 밀착되게 스피닝성형하여 인너림(b)을 성형하고, 타측 분할벽(1")에 아웃터림성형기(12)를 접촉시켜, 해당 분할벽을 아웃터림금형(9)에 밀착되게 스피닝성형하여 아웃터림(C)을 성형하는 양측 림형성단계;
   인너림과 아웃터림이 형성된 스플릿 휠(a)을 스피닝장치에서 인출하여 530℃ 되는 열처리실에 넣고 2시간 동안 용체화처리하는 1차열처리 단계;
   용체화 처리를 한 스플릿 휠을 1차 열처리실에서 인출하여 스피닝장치에 다시 끼워서 인너림과 아웃터림 표면에 림정형용 성형기(13)를 접촉시켜 용체화처리단계에서 변형된 인너림과 아웃터림의 형상을 정형하는 림정형스피닝단계;
   림정형스피닝을 마친 스플릿 휠 180℃되는 열처리실에 넣고 9시간 동안 에이징 시효처리를 하는 2차열처리단계;
   2차열처리된 스플릿 휠의 원판 부분에 센터홀(H1)과 부착구멍(H2)을 천공하는 구멍형성단계를 실시하여 알루미늄합금 원판 외주면 양측에 인너림과 아웃터림이 일체로 형성되는 스플릿 휠의 제조방법.

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