KR20030044976A - 자동차용 볼조인트 케이스의 제조방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 자동차의 조향장치에 사용되는 볼조인트 케이스의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 볼조인트 케이스를 제조하는 공정에 냉간단조용 고속 포밍기를 사용하여 소재의 절단, 1차 업셋팅, 2차 업셋팅, 3차 후방압출, 4차 후방압출, 5차 오픈 업셋팅, 6차 최종 업셋팅의 단계를 거쳐 볼조인트 케이스를 완성시킴으로써, 냉간단조 공정 중 별도의 구상화 소둔, 쇼트 및 윤활공정을 제거한 자동차용 볼조인트 케이스의 제조방법에 관한 것이다.

이러한 이 발명에 의하면 볼조인트 케이스의 제조공정에 고속 포밍기를 사용하여 별도의 구상화 소둔, 쇼트 및 윤활공정을 제거함으로써 종래 분당 1개 정도였던 생산량을 분당 46~50개까지 증가시켜 생산성을 획기적으로 향상시키는 효과가 있다. 또한, 고속 포밍기를 사용함으로써 구상화 소둔공정없이도 소재의 성형이 가능하게 되며, 쇼트공정과 윤활공정을 별도로 수행하지 않아도 되므로 공수가 확연히 줄어들고, 상기한 구상화 소둔, 쇼트 및 윤활공정을 수행하는 인력과 장치들도 불필요하게 되어 볼조인트 케이스를 제조하는 데 소요되는 비용을 대폭 절감할 수 있는 뛰어난 효과가 발생하게 된다.

Description

자동차용 볼조인트 케이스의 제조방법{Method for manufacturing a ball joint case}

이 발명은 자동차의 조향장치에 사용되는 볼조인트 케이스의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 볼조인트 케이스를 제조하는 공정에 냉간단조용 고속 포밍기를 사용하여 소재의 절단, 1차 업셋팅, 2차 업셋팅, 3차 후방압출, 4차 후방압출, 5차 오픈 업셋팅, 6차 최종 업셋팅의 단계를 거쳐 볼조인트 케이스를 완성시킴으로써, 냉간단조 공정 중 별도의 소둔, 쇼트 및 윤활공정을 제거한 자동차용 볼조인트 케이스의 제조방법에 관한 것이다.

자동차용 볼조인트 케이스는 자동차 조향장치의 일부인 볼조인트의 볼 및 육각머리의 외부를 감싸는 케이스이다. 상기한 볼조인트는 조향링키지(Steering Linkage)에서 섹터축의 일단에 결합된 피먼트암과 드래드링크 또는 릴레이로드 사이에 접속되어 조향휠의 움직임을 전달하는 매개체 역할을 하는 부품이다.

종래의 자동차용 볼조인트 케이스는 주로 프레스를 이용한 냉간단조 방법으로 제조되며, 그 공정은 도 1에 도시되어 있는 제조공정도와 같이, 소재의 절단 단계, 절단된 소재의 1차 업셋팅(Upsetting) 단계, 구상화 소둔, 쇼트 및 윤활 단계, 그 다음 2차 후방압출 단계, 구상화 소둔, 쇼트 및 윤활 단계, 3차 업셋팅(Upsetting) 단계, 구상화 소둔, 쇼트 및 윤활단계, 최종 4차 업셋팅(Final Upsetting) 단계로 이루어진다.

상기에서 구상화 소둔공정은 단조공정(Upsetting)과 다음 단조공정 사이의 대기시간으로 인해 소재가 냉각되면서 발생하게 되는 가공경화를 제거하기 위한 열처리공정으로 별도의 열처리장치가 필요하며, 각 단조공정이 끝날 때마다 매번 수행해야 하는 공정이다.

그 다음, 쇼트공정은 단조공정(Upsetting) 이후 소재의 표면에 발생하는 녹과 같은 이물질을 제거하기 위해 모래 속을 거치게 하는 공정으로 상기한 소둔공정과 마찬가지로 별도의 장치가 있어야 하며, 각 단조공정 중간중간마다 매번 수행해야 하는 공정이다.

그리고, 윤활공정은 단조공정 이후 소재가 금형에 소착되는 것을 방지하기 위해 윤활제를 소재 표면에 바르는 공정으로 각 단조공정 이후 소재들을 한꺼번에 모아 윤활공정을 거쳐 다음 단조공정으로 넘어가게 된다.

상기한 소둔, 쇼트 및 윤활공정을 수행하기 위해서는 단조공정이 끝난 소재를 매번 이동시켜야 하므로 완성품을 얻기까지의 전체 공정에 소요되는 시간이 길어져 생산성이 떨어지게 되고, 상기의 소둔, 쇼트 및 윤활공정을 수행하기 위해서는 많은 인력과 장치가 필요하게 되므로 제조단가가 높아지는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 이 발명의 주된 목적은, 자동차용 볼조인트 케이스를 제조하는 데 있어 종래의 프레스 대신 냉간단조용 고속 포밍기(Former)를 사용하여 소둔, 쇼트 및 윤활공정을 수행하지 않고도 단조공정(업셋팅, 후방압출)만으로 원하는 형태로의 성형이 가능하게 함으로써 생산성의 향상과 더불어 제조단가를 절감시킬 수 있도록 한 자동차용 볼조인트 케이스의 제조방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 프레스를 이용한 볼조인트 케이스의 제조 공정도,

도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 고속포밍기를 이용한 볼조인트 케이스의 제조 공정도,

도 3은 이 발명의 일실시예에 따라 제조된 볼조인트 케이스의 정면을 보여주는 사진,

도 4는 이 발명의 일실시예에 따라 제조된 볼조인트 케이스의 후면을 보여주는 사진이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 볼조인트 케이스의 홀부분 20 : 볼조인트 케이스의 후렌지 부분

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명에 따른 자동차용 볼조인트 케이스의 제조공정은, 볼조인트 케이스를 완성하기 위해 소재를 냉간단조용 고속 포밍기(Former)에 투입한 후 소재의 절단, 1차 업셋팅, 2차 업셋팅, 3차 후방압출, 4차 후방압출, 5차 오픈 업셋팅, 6차 최종 업셋팅의 공정을 거쳐 볼조인트 케이스를 완성하게 된다.

상기의 냉간단조용 고속 포밍기(Former)의 주된 구성요소는 원소재인 소재를 고속 포밍기로 투입하고 완성된 제품을 자동으로 이송시키는 이송부와; 소재를 금형 사이에 놓고 타격을 가하여 원하는 모양으로 형성시키는 6개의 부분으로 정렬된 압조부와; 단계별로 성형된 소재를 집게로 집어 다음 공정의 금형틀로 이송시켜주는 트랜스퍼부와; 상기한 압조부 사이에서 소재가 이송할 때 소재와 금형이 소착하지 않도록 윤활제를 분사해 주는 분사장치로 이루어진다.

이하, 이 발명에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 이 발명에 따른 자동차용 볼조인트 케이스에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 자동차용 볼조인트 케이스의 제조공정도를 나타낸 것으로, 소재의 절단, 고속 포밍기에 의한 1차 업셋팅, 2차 업셋팅, 3차 후방압출, 4차 후방압출, 5차 오픈 업셋팅, 6차 최종 업셋팅을 거쳐 제품이 완성된다.

상기와 같이 냉간단조용 고속 포밍기(Former)를 이용한 공정에 의하면 종래의 업셋팅 또는 후방압출 시 소재에 발생하는 가공경화를 제거하기 위해 실시하던 구상화 소둔공정을 거치지 않고 고속 포밍기에 의한 연속적인 업셋팅 또는 후방압출만으로 볼조인트 케이스의 성형이 가능한 데, 이는 냉간단조용 고속 포밍기에 의한 업셋팅 또는 후방압출 시 소재에 발생하는 고온(500~600℃)과 고온 소재의 고속 이송에 의해 전 공정을 짧은 시간 내에 수행하므로 소재의 가공경화로 인한 성형의 어려움이 발생하지 않기 때문이다.

또한, 상기와 같은 냉간단조용 고속 포밍기를 이용한 공정에 의하면 업셋팅 또는 후방압출 후 소재의 표면에 발생하는 녹을 제거하기 위한 쇼트공정을 거치지 않아도 된다.

그리고, 각 공정 사이를 이송하는 순간에 고속 포밍기의 윤활제 분사장치에 의해 소재 표면에 윤활제가 자동으로 분사되어 소재와 금형 간의 소착을 방지하게 된다.

또한, 상기의 제조공정에서 각 공정에 따른 성형과 각 공정 사이의 이송은 고속 포밍기(Former)에 의해 고속 자동으로 이루어지므로 볼조인트용 케이스 완성품 한 개를 생산하는 시간은 약 1~2초 정도 밖에 소요되지 않는다.

상기 제조공정에 대해 좀 더 자세하게 살펴보면, 고속 포밍기에 의한 1차 업셋팅과 2차 업셋팅은 소재를 금형틀에 완전히 구속시킨 상태에서 타격을 가하여 성형하는 공정이며, 3차 후방압출과 4층 후방압출은 1차, 2차 업셋팅을 거쳐 어느 정도 모양이 형성된 소재의 내부에 볼조인트의 볼을 수납하는 공간인 홀부분(10)을 성형하는 공정이다.

그리고, 5차 오픈 업셋팅과 6차 최종 업셋팅은 소재를 금형틀에 완전히 구속시킨 상태가 아니라 일부분만 구속시키고 일부는 금형 외부에 노출시킨 상태에서 타격을 가하여 볼조인트 케이스의 후렌지부분(20)을 성형하는 공정이다.

도 3과 도 4는 이 발명의 일실시예에 따라 제조 완성된 자동차용 볼조인트 케이스를 보여주는 사진으로, 3차 및 4차 후방압출공정을 통해 성형된 볼 조인트의 볼이 수납되는 공간인 홀부분(10)과 5차 및 6차 업셋팅공정을 통해 성형된 후렌지부분(20)을 볼 수 있다.

여기에서, 상술한 이 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기 청구범위에 기재된 이 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 그 변형과 응용이 가능할 것이다.

이상의 실시예에서 살펴 본 바와 같이 이 발명은, 볼조인트 케이스의 제조공정에 고속 포밍기를 사용하여 별도의 구상화 소둔, 쇼트 및 윤활공정을 제거함으로써 종래 분당 1개 정도였던 생산량을 분당 46~50개까지 증가시켜 생산성을 획기적으로 향상시키는 효과가 있다.

또한, 고속 포밍기를 사용함으로써 구상화 소둔공정없이도 소재를 용이하게 성형할 수 있으며, 쇼트공정과 윤활공정을 별도로 수행하지 않아도 되므로 공수를확연히 줄일 수 있게 되고, 상기한 구상화 소둔, 쇼트 및 윤활공정을 수행하는 인력과 장치들도 불필요하게 되어 볼조인트 케이스를 제조하는 데 소요되는 비용을 대폭 절감할 수 있는 뛰어난 효과가 발생하게 된다.

Claims (1)

1. 자동차용 볼조인트 케이스를 제조하는 데 있어서,

   냉간단조용 고속 포밍기 내에서 소재를 절단한 후 1차 업셋팅, 2차 업셋팅을 거치고, 그 다음 3차 후방압출, 4차 후방압출을 수행하고, 5차 오픈 업셋팅, 6차 최종 업셋팅하여 볼조인트 케이스를 완성시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 볼조인트 케이스의 제조방법.