KR19990064554A - A method for manufacturing a cylinder head washer - Google Patents
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Abstract
개시된 내용은 공정수를 줄이는 동시에 가공시 와셔모양을 바로잡아 정밀한 가공을 수행하게 함으로써 볼트체결시 적정토크로 체결되게 하고 마찰 및 접촉율을 증가시켜 볼트의 풀림을 방지할 수 있게 함은 물론 공정시간을 단축하여 경제성을 향상한 실린더헤드와셔가공방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 금형내에서 이송되는 와셔제작용 금속판에 내경을 형성하는 단계와, 내경을 세이빙하여 직각으로 다듬는 단계 및, 외경을 블랭킹하면서 세이빙하는 단계를 금형내에서 순차적으로 행하는 1차공정; 및 상기 1차공정을 거쳐 출시된 와셔를 단조를 행하여 평활도를 높여주는 2차공정으로 이루어진다. 이로 인하여, 본 발명은 표면의 가공정밀도를 향상함으로써 제품의 품질을 향상할 수 있다. 또한, 공정수를 줄임으로써 재료의 피로강도의 발생을 억제하여 크랙을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 공정시간을 단축하여 제작비를 절감할 수 있는 잇점도 가지고 있다. 이에 의하여, 제품단가를 줄일 수 있어 대외경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.The disclosed contents reduce the number of processes and at the same time correct the washer shape during machining to perform precise machining so that the bolts can be tightened with the proper torque when tightening bolts and increase friction and contact rate to prevent bolt loosening as well as process time. The present invention relates to a cylinder head washer processing method having improved economic efficiency by shortening the time. The present invention includes a first step of sequentially forming the inner diameter on the washer-action metal plate conveyed in the mold, shaving the inner diameter at right angles, and shaving while blanking the outer diameter; And a secondary process of forging the washer released through the primary process to increase smoothness. For this reason, this invention can improve the quality of a product by improving the processing precision of a surface. In addition, by reducing the number of processes can not only prevent the generation of fatigue strength of the material to prevent cracks, but also has the advantage of reducing the manufacturing cost by shortening the process time. As a result, the product cost can be reduced and external competitiveness can be secured.
Description
본 발명은 실린더블록에 실린더헤드를 고정하는 볼트에 개재되어 고정력을 배가하는 와셔를 가공하는 방법에 관한 것으로, 특히 그 공정수를 줄이는 동시에 가공시 와셔모양을 바로잡아 정밀한 가공을 수행하게 함으로써 볼트체결시 적정토크로 체결되게 하고 마찰 및 접촉율을 증가시켜 볼트의 풀림을 방지할 수 있게 함은 물론 공정시간을 단축하여 경제성을 향상한 실린더헤드와셔가공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for processing a washer interposed in a bolt for fixing the cylinder head to the cylinder block, and doubles the fixing force, in particular, to reduce the number of processes and at the same time to correct the washer shape during processing to perform precise machining This invention relates to a cylinder head washer processing method which can be tightened with proper torque, prevents loosening of bolts by increasing friction and contact rate, and improves economic efficiency by shortening process time.
일반적으로, 자동차의 실린더블록에는 가스켓을 개재하고 실린더헤드가 볼트로 체결되어 결합되게 된다. 이때, 볼트는 그 체결력을 향상하기 위하여 와셔를 개재하게 되는 데, 기존에는 이 와셔의 가공정밀도가 떨어져 사용시 볼트의 결합력을 떨어뜨리는 요인으로 작용하였다. 이 와셔는 보편적으로 금형내에 넣어 여러공정을 거쳐 제작되게 되며, 이에 대해 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.In general, the cylinder block of the vehicle is interposed through the gasket and the cylinder head is fastened by bolts to be coupled. At this time, the bolt is interposed with a washer to improve the fastening force, conventionally the processing precision of the washer was used as a factor that reduces the coupling force of the bolt when used. This washer is generally put into a mold and manufactured through various processes, which will be described in more detail as follows.
도 1은 종래의 와셔가공금형을 보여주는 도면으로, 도시한 바와 같이 와셔제작용 금속판(10)이 안착되어 이송되는 금형(20)전방부에는 내경펀치공(21)이 형성되어 있고, 그 후방부에 외경펀치공(22)이 형성되어 있다. 따라서, 이 내경펀치공(21)상에 이동위치하는 금속판(10)을 내경펀치(23)로 펀칭하면 도 2a에서 보는 바와 같이 내경이 형성되며, 그 다음으로 외경펀치공(22)상에 위치된 내경이 형성된 금속판(10)을 외경펀치(24)로 펀칭하면 도 2b와 같이 외경이 형성되어 도 3과 같은 형상의 내/외경이 블랭킹된 1차가공 와셔(30)제품이 제작된다.1 is a view showing a conventional washer processing mold, the inner diameter punch hole 21 is formed in the front part of the mold 20 to which the washer-action metal plate 10 is seated and transported, and the rear part thereof. The outer diameter punch hole 22 is formed in this. Therefore, when the metal plate 10 moving on the inner diameter punch hole 21 is punched with the inner diameter punch 23, an inner diameter is formed as shown in FIG. 2A, and then the outer diameter punch hole 22 is positioned. When the metal plate 10 having the inner diameter formed therein is punched by the outer diameter punch 24, an outer diameter is formed as shown in FIG. 2B, and a first processing washer 30 is manufactured in which the inner / outer diameters of the shape shown in FIG. 3 are blanked.
이와 같이 1차공정을 마치면 2차공정에 들어가 도 4에 도시한 원형금형(40)의 중심에 형성된 파지홈(41)에 1차가공된 와셔(30)를 넣고 도 5에서와 같이 외경세이빙펀치(50)를 프레스(51)에 장착하여 1차가공후 와셔외경의 날카로운 부분(31)을 세이빙하여 매끄럽게 다듬는다. 도 6a는 세이빙가공전의 날카로운 외경을 갖는 와셔를 나타내며, 이러한 와셔의 외경이 세이빙작업을 하면 도 6b와 같이 매끄럽게 된다.In this way, after the first step, the secondary step is entered into the gripping groove 41 formed in the center of the circular mold 40 shown in FIG. 4, and the outer processed shaving punch as shown in FIG. 50 is mounted on the press 51, and after sharpening, the sharp part 31 of the washer outer diameter is smoothed out after primary processing. 6A shows a washer having a sharp outer diameter before shaving, and the outer diameter of the washer becomes smooth as shown in FIG. 6B when the shaving operation is performed.
그리고나서, 3차공정에서 도 7과 같이 원형금형(40)에 파지된 와셔(30)를 내경세이빙펀치(52)로 펀칭하면 내경의 날카로운 부분(32)이 세이빙되어 도 8a에 도시된 내경의 날카로운 부분(32)이 도 8b와 같이 매끄럽게 가공된다. 물론, 1차공정에서 내경은 정치수보다 약 0.2mm정도 적게 가공되고, 3차공정에 와서 세이빙을 통해 정치수로 가공되게 된다.Then, when the washer 30 held in the circular mold 40 is punched with the inner diameter saving punch 52 in the tertiary process, the sharp portion 32 of the inner diameter is saved and the inner diameter shown in FIG. The sharp part 32 is processed smoothly as shown in FIG. 8B. Of course, in the first process, the inner diameter is processed about 0.2mm less than the stationary water, and come to the third process to be processed into stationary water through shaving.
3차공정을 마친 와셔(30)는 도 9a와 같이 수평의 평활도가 맞지 않게 되는 데, 4차공정에서는 3차공정을 마친 와셔(30)를 단조용 프레스(미도시)로 옮겨 단조를 행함으로써 평탄작업을 수행하게 된다. 이 평탄작업은 와셔(30)의 평활도를 높여 높은 마찰계수를 얻게 하기 위함이다. 위와 같은 4단계의 공정을 거쳐 최종완성된 와셔(30)가 도 9b에 도시되어 있는 데, 보는 바와 같이 외경의 하면부에 약간의 날카로운 부분이 돌출하게 된다.The washer 30, which has completed the third process, does not meet the horizontal smoothness as shown in FIG. 9A. In the fourth process, the washer 30, which has completed the third process, is moved to a forging press (not shown) to perform forging. The flattening operation will be performed. This flattening is to increase the smoothness of the washer 30 to obtain a high coefficient of friction. The washer 30 is finally finished through the four-step process as shown in Figure 9b, as shown is a slight sharp portion protrudes on the lower surface of the outer diameter.
그러나, 이와 같은 와셔가공방법은 도 2b에 도시한 바와 같이 평탄형 외경펀치로 가압하여 외경을 블랭킹하므로 그와 접촉하는 상단면은 평평한 데 반하여, 하단면은 곡선으로 형성되어 최종단조공정을 거쳐 제작된 제품이 도 9b와 같이 날카로운 외경부분이 잔존할 뿐만아니라, 상하면이 다른 직선면과 곡선면으로 형상화되어 작업시 그 변형을 완전히 바로잡기가 어려운 폐단을 갖고 있었다. 또한, 작업공정수가 많아 가공시간이 오래 소요되고 작업인원수가 많이 필요하여 제품의 단가를 상승하므로 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다. 또한, 와셔가 많은 가공공정을 거치므로 재료의 피로강도가 심화되어 단조크랙(Crack)이 발생함에 의하여 가공정밀도가 떨어지고 외관이 매끄럽지 못해 제품의 품질이 떨어지는 문제를 야기하였다. 비단, 이 뿐만아니라 내/외경을 블랭킹한 후 얇은 링형의 금속박판인 와셔를 펀치로 수차례 타격함에 의하여 변형이 발생하고 평활도가 떨어져 마찰계수가 감소하므로 볼트고정력 또한 양호하지 못할 뿐아니라, 특히 내경 또한 매끄럽지 못해 볼트를 적정토크로 체결시 볼트가 헛돌는 등 체결력도 떨어져서 볼트가 풀리는 매우 심각한 문제점이 있었다.However, such a washer processing method is pressurized with a flat outer diameter punch to blank the outer diameter as shown in Fig. 2b, so that the upper surface contacting with the flat surface is flat, and the lower surface is curved and manufactured through the final forging process. As shown in FIG. 9B, not only the sharp outer diameter portion remained, but also the upper and lower surfaces were shaped into different straight and curved surfaces, and had a closed end that was difficult to completely correct the deformation during operation. In addition, there is a problem that the economical efficiency is lowered because the number of working process takes a long time and the number of working people is required to increase the unit cost of the product. In addition, since the washer is subjected to many processing processes, the fatigue strength of the material is intensified, and thus, forging cracks are generated, resulting in a decrease in processing accuracy and a poor appearance, resulting in a problem of poor product quality. Not only this, but also the bolt fixing force is not good because the friction coefficient decreases because the deformation occurs by hitting the washer, which is a thin ring-shaped metal sheet, several times with a punch after blanking the inner / outer diameter. In addition, there was a very serious problem that the bolt is loosened because the bolt is not smooth and the tightening force is also lost when tightening the bolt to the appropriate torque.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제결점들을 해소하기 위해서 안출한 것으로서, 가공공정수를 줄이는 한편 가공시 와셔모양을 바로잡아 정밀한 가공을 수행하게 함으로써 볼트를 적정토크로 체결시 마찰 및 접촉율을 높임에 의하여 볼트의 풀림을 방지함은 물론 공정시간을 단축하여 경제성을 향상할 수 있는 실린더헤드와셔가공방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks, reducing the number of processing steps, while correcting the washer shape during processing to perform precise machining to tighten the bolts to the appropriate torque to reduce friction and contact rate It is to provide a cylinder head washer processing method that can improve the economics by preventing the loosening of the bolt by increasing the process time as well as shortening the process time.
도 1은 종래의 와셔가공금형을 보여주는 도면,1 is a view showing a conventional washer processing mold,
도 2a 및 도 2b는 도 1에서의 내/외경가공작업을 보여주는 도면,Figure 2a and 2b is a view showing the inner / outer diameter machining in Figure 1,
도 3은 도 2a 및 도 2b를 거쳐 제작된 와셔를 보여주는 측면도,3 is a side view showing a washer manufactured through FIGS. 2A and 2B;
도 4 및 도 5는 기존의 2차공정에 사용되는 원형금형 및 프레스를 보여주는 도면,4 and 5 is a view showing a circular mold and a press used in the existing secondary process,
도 6a 및 도 6b는 기존의 2차공정에서의 와셔의 가공변화를 보여주는 도면,6a and 6b is a view showing the machining change of the washer in the existing secondary process,
도 7은 기존의 3차공정의 작업설명도,7 is an operation explanatory diagram of a conventional third process;
도 8a 및 도 8b는 도 7의 작업에 의해 가공된 와셔의 가공변화를 보여주는 도면,8a and 8b is a view showing the machining change of the washer processed by the operation of FIG.
도 9a 및 도 9b는 기존의 4차공정인 평탄작업에서의 와셔가공변화를 보여주는 도면,9a and 9b is a view showing a change in the washer processing in the conventional flat process of the fourth process,
도 10은 본 발명에 따른 금형 및 작업펀치들을 보여주는 도면,10 shows a mold and work punches according to the present invention;
도 11은 도 10의 금형에서의 작업공정별 위치를 설명하기 위한 도면,FIG. 11 is a view for explaining positions by work steps in the mold of FIG. 10; FIG.
도 12는 본 발명의 1차공정중에서 내경피어싱작업을 설명하기 위한 도면,12 is a view for explaining the inner diameter piercing operation in the first step of the present invention,
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 1차공정중에서 내경에 면취를 주는 과정을 보여주는 도면,13a and 13b is a view showing a process for chamfering the inner diameter during the first step of the present invention,
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 1차공정중 내경을 세이빙하는 작업과정을 보여주는 도면,14a and 14b is a view showing the operation of saving the inner diameter during the first process of the present invention,
도 15는 본 발명의 1차공정중 외경블랭킹 및 세이빙작업을 설명하기 위한 도면,15 is a view for explaining the outer diameter blanking and saving operation during the first step of the present invention,
도 16은 본 발명에 의해 생산된 와셔의 최종완성품을 보여주는 측면도.Figure 16 is a side view showing the finished product of the washer produced by the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호설명* Code descriptions for the main parts of the drawings
60 : 금형 61 : 내경펀치60: mold 61: inner diameter punch
62 : 빠이롯트 63 : 내경단조펀치62: Pailot 63: inner diameter forging punch
64 : 내경세이빙펀치 65 : 외경펀치64: inner diameter saving punch 65: outer diameter punch
70,70a : 와셔70,70a: washer
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실린더와셔가공방법은 실린더헤드와셔를 가공하는 방법에 있어서, 금형내에서 이송되는 와셔제작용 금속판에 내경을 형성하는 단계와, 내경을 세이빙하여 직각으로 다듬는 단계 및, 외경을 블랭킹하면서 세이빙하는 단계를 금형내에서 순차적으로 행하는 1차공정; 및 상기 1차공정을 거쳐 출시된 와셔를 단조를 행하여 평활도를 높여주는 2차공정을 포함한다.Cylinder washer processing method according to the present invention for achieving the above object, in the method for processing a cylinder head washer, forming an inner diameter on the washer-action metal plate conveyed in the mold, and shaping the inner diameter to trim at right angles A first step of sequentially performing the step and the saving while blanking the outer diameter in the mold; And a second step of forging the washer released through the first step to increase smoothness.
이하, 본 발명에 따른 실린더와셔가공방법을 첨부된 도면들에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a cylinder washer processing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 10은 본 발명에 적용되는 금형의 내부구조를 알기 쉽게 나타낸 도면이고, 도 11은 금형에서의 가공위치 및 공정별 작업을 설명하기 위한 도면이다.Figure 10 is a view showing the internal structure of the mold to be applied to the present invention clearly, Figure 11 is a view for explaining the processing position and operation by the process in the mold.
본 발명에 적용되는 금형(60)에는 5단계의 가공공정이 수행되도록 그 위치가 정해져 있는 데, 와셔제작용 금속판(10)이 가공위치를 차례로 지나가며 공정별로 작업이 진행된다. 이에 대해 상세히 설명하면, 먼저 금속판(10)이 1번 위치(A)에 오게 되면 내경펀치(61)가 금속판(10)을 피어싱하여 내경을 도 12와 같이 형성한다. 그런 다음, 2번 위치로 이송되는 데, 2번 위치(B)에서는 빠이롯트(62)가 금속판(10)이 정해진 노선을 따라 이동하도록 올바른 위치로 바로잡아 금속판(10)을 가이드함으로써 와셔제작용 금속판(10)의 피치와 뒤틀림을 방지하게 된다. 이와 같이 안내된 금속판(10)은 도 13a에 도시한 바와 같이 금형(60)의 3번 위치(C)에서 단조펀치(63)가 내려와 와셔내경의 피어싱된 자리를 단조하여 도 13b와 같이 면취를 주게 된다. 그리고나서, 금형(60)의 4번 위치(D)로 금속판(10)이 이동하면 도 14a 및 도 14b에서 보여주는 바와 같이 단조된 내경을 내경세이빙펀치(64)로 세이빙하여 내경을 직각에 가깝게 가공한다.The position of the mold 60 applied to the present invention is determined so that a five-stage machining process is performed, and the washer-action metal plate 10 passes through the machining position one by one, and the work is performed for each process. In detail, first, when the metal plate 10 comes to position A, the inner diameter punch 61 pierces the metal plate 10 to form an inner diameter as shown in FIG. 12. Then, it is transferred to the second position, in the second position (B), the pilot lot 62 is corrected to the correct position to move the metal plate 10 along a predetermined line to guide the metal plate 10 by washer action metal plate The pitch and distortion of (10) are prevented. As shown in FIG. 13A, the forged punch 63 descends at the third position C of the mold 60 to forge the pierced seat of the washer inner diameter to chamfer as shown in FIG. 13B. Given. Then, when the metal plate 10 is moved to position 4 of the mold 60, the forged inner diameter is saved with the inner diameter saving punch 64 to process the inner diameter at a right angle as shown in FIGS. 14A and 14B. do.
위와 같이 내경의 가공작업이 완료되면 5번위치(E)로 이송되어 도 15에서와 같이 외경펀치(65)로 금속판(10)을 펀칭하여 와셔의 외경을 블랭킹하면서 동시에 세이빙작업도 일체로 이뤄지게 된다. 이때, 외경펀치(65)는 와셔(70)와 접촉되는 하면부가 돌출곡면을 이루고 있어 와셔외경의 블랭킹시 와셔의 상/하면부가 일정한 곡률을 갖도록 하며, 그 곡률의 상하깊이차이는 0.2~0.3mm정도가 적합하다. 이와 같이 곡률을 주는 것은 최종단계인 단조공정에서 와셔(70)를 바로잡아 평활도를 부여할 때 와셔의 비틀림이나 뒤틀림 및 왜곡등의 변형을 방지하기 위해서이다.When the machining process of the inner diameter is completed as described above is transferred to the 5th position (E) and punching the metal plate 10 with the outer diameter punch 65 as shown in Figure 15 while blanking the outer diameter of the washer and at the same time the shaving work is made integrally. . At this time, the outer diameter punch 65 has a lower surface portion in contact with the washer 70 forms a protruding curved surface, so that when the outer diameter of the washer is blanked, the upper and lower portions of the washer have a constant curvature, and the vertical depth difference of the curvature is 0.2 to 0.3 mm. The degree is suitable. The curvature is provided in order to prevent distortion of the washer, distortion, distortion, etc. when the washer 70 is corrected to give smoothness in the forging process.
위와 같이 금형(60)내에서 1차공정이 완료되면 와셔형태를 갖춘 와셔(70)가 출시되며, 이때의 와셔(70)는 좌우의 평탄도가 맞지 않게 된다. 이것은 와셔(70)의 성능을 저해하는 큰 요소로 작용하므로, 2차공정에서는 금형(60)내에서 나온 와셔(70)를 단조용 프레스(미도시)로 옮겨 단조를 행함으로써 평활도를 높여주게 된다. 이와 같이 2차공정을 마치면 도 16와 같은 최종완성품(70a)이 생산되게 된다.When the primary process is completed in the mold 60 as described above, a washer 70 having a washer shape is released, and the washer 70 at this time does not meet the flatness of right and left. Since this acts as a large factor that hinders the performance of the washer 70, in the secondary process, the washer 70 from the mold 60 is moved to a forging press (not shown) to forge a smoothness. . As such, after the secondary process, the final finished product 70a as shown in FIG. 16 is produced.
이상의 공정에서와 같이, 본 발명은 내경을 피어싱하고, 세이빙하여 완전히 다듬은 다음에 마지막으로 외경을 블랭킹하므로 기존의 내/외경을 먼저 블랭킹하여 얇은 링상태로 펀치를 사용하여 다듬을 때보다 그 작업응력이 넓은 금속판에 미쳐 분산되므로 비틀림이나 뒤틀림 및 왜곡이 적게 발생하게 된다. 또한, 외경블랭킹시 펀치에 돌출곡률을 주어 와셔의 상하면부가 일정곡률를 갖도록 함에 의해 최종공정인 단조시 정확한 와셔의 표면치수를 얻을 수 있을 뿐아니라, 일정한(매끄러운) 외경표면을 갖는 와셔를 얻을 수 있다.As in the above process, since the present invention pierces the inner diameter, saves and trims it, and finally blanks the outer diameter, the work stress is lower than when the inner / outer diameter is blanked first and the punch is used in a thin ring state. Dispersed across a wide metal plate, less torsion, distortion and distortion occur. In addition, by giving a punch curvature to the punch during outer diameter blanking so that the upper and lower parts of the washer have a constant curvature, it is possible not only to obtain an accurate surface dimension of the washer during forging, but also to obtain a washer having a constant (smooth) outer diameter surface. .
이상 서술한 바와 같이, 본 발명의 실린더와셔가공방법은 가공시 와셔모양을 바로잡고 정밀한 가공을 수행하여 정밀한 제품을 생산함으로써 볼트체결시 적정토크로 체결되게 하고 마찰 및 접촉율을 증가시켜 볼트의 풀림을 방지할 수 있는 장점을 가지고 있다. 게다가, 표면의 가공정밀도를 향상함으로써 제품의 품질을 향상할 수 있다. 또한, 공정수를 줄임으로써 재료의 피로강도의 발생을 억제하여 크랙을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 공정시간을 단축하여 제작비를 절감할 수 있는 잇점도 가지고 있다. 이에 의하여, 제품단가를 줄일 수 있어 대외경쟁력을 확보할 수 있는 효과를 가지고 있다.As described above, the cylinder washer processing method of the present invention corrects the shape of the washer during processing and performs precise machining to produce a precise product so that the bolt is tightened with the proper torque when tightening the bolt, and the friction and contact ratio are increased to loosen the bolt. It has the advantage of preventing. In addition, the quality of the product can be improved by improving the processing accuracy of the surface. In addition, by reducing the number of processes can not only prevent the generation of fatigue strength of the material to prevent cracks, but also has the advantage of reducing the manufacturing cost by shortening the process time. As a result, the product cost can be reduced, thereby securing the external competitiveness.
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