KR200303905Y1 - 전, 후방 동시 압출단조용 금형 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전, 후방 동시 압출 단조용 금형에 관한 것으로, 하형의 구조를 개선하여 반제품을 하형에 로딩한 상태에서 반제품의 보스부분이 스플라인 펀치와 이격되도록 하였다가 상형이 하강하는 시점에서 상형의 펀치에 의해 반제품이 로딩된 하형이 하강하여 보스부분이 스플라인 펀치와 접속되도록 한 것이다.

이를 위해, 상형(11)에 반제품(5)을 상방 압출하는 펀치(12)를 고정하고 설치판(7)에는 반제품을 후방 압출하는 스플라인 펀치(8)를 고정하도록 된 금형에 있어서, 캐비티(9)를 갖는 하형(10)을 설치판(7)에 복수개의 탄성수단(13)에 의해 승강 가능하게 설치하여 캐비티(9)에 로딩된 반제품(5)의 보스부분(5a)이 스플라인 펀치(8)의 상단으로부터 이격되도록 구성한 것이다.

Description

전, 후방 동시 압출단조용 금형{Metal Mold for Squeezing Forge in the Front and the Rear}

본 고안은 전, 후방 동시 압출 단조용 금형에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 하형의 구조를 개선하여 반제품이 상형의 하강 전에 후방 압출 단조를 하는 스플라인 펀치와 접속되지 않도록 하여 스플라인 펀치에 의해 성형되는 스플라인(spline)의 평행도 및 공차 관리가 유리해지도록 하는 전, 후방 동시 압출단조용 금형에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 에어컨에 사용되는 도 2와 같은 형상의 허브(1)는 보스(2)의 내부에 스플라인(3)이 형성되므로 인해 상기 스플라인(3)의 형상이 복잡하고, 기계가공에 의하여 제조하는데는 가공시간이 길고, 코스트(cost)도 비싸게 되므로 냉간단조에 의하여 제조하는 것이 유리하다.

상기한 구조의 허브(1)는 일측(상부)에 캡(4)이 형성되어 있고 다른 일측(하부)에는 스플라인(3)을 갖는 보스(2)가 형성되어 있으므로 냉간단조에 의해 제품을 성형하기 위해서는 도 1에 나타낸 반제품(5)의 상부와 하부를 동시에 압출 단조하여야만 된다.

즉, 도 2에 나타낸 허브(1)를 냉간단조에 의해 제조하기 위해서는 도 1에 나타낸 바와 같이 환봉(6)을 소정의 길이로 절단한 다음 1차 금형(도시는 생략함)에서 반제품(5)을 냉간 단조하여 얻는다.

이와 같이 1차 금형에 의해 반제품이 얻어지고 나면 이를 2차 금형의 내부에 로딩(loading)한 상태에서 냉간 단조를 실시하여 상부에 캡(4)이, 그리고 하부에는 스플라인(3)을 갖는 보스(2)를 동시에 압출하므로써 완제품이 얻어지게 된다.

도 3은 종래의 전, 후방 동시 압출단조용 금형의 종단면도로서, 설치판(7)에 스플라인(3)을 후방 압출하는 스플라인 펀치(8)가 고정되어 있고 상기 설치판의 상부에는 캐비티(cavity)(9)를 갖는 하형(10)이 고정 설치되어 있다.

따라서 도 2와 같은 제품을 전, 후방 동시 압출 단조하여 성형하기 위해 도 1에 나타낸 바와 같은 반제품(5)을 도 3에 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이 하형(10)에 형성된 캐비티(9)내에 로딩하면 반제품(5)의 보스부분(5a)이 스플라인 펀치(8)의 상면에 접속된다.

이러한 상태에서 상형(도시는 생략함)이 하강하여 펀치(도시는 생략함)가 반제품(5)을 타격하면 펀치에 의해 반제품(5)의 상측으로 캡(4)이 전방 압출됨과 동시에 스플라인 펀치(8)에 의해 반제품의 하측으로는 스플라인(3)을 갖는 보스(2)가 후방 압출되므로 완제품을 얻을 수 있게 된다.

그러나 이러한 구조를 갖는 전, 후방 동시 압출단조용 금형은 상형에 고정된 펀치가 반제품을 타격하기 전에 반제품의 보스부분이 스플라인 펀치에 얹혀져 있어상형에 고정된 펀치가 반제품을 압출하는 시점에서 스플라인 펀치에 무리한 힘이 가해져 스플라인 펀치가 일측으로 미세하게 변형되므로 성형된 보스내의 스플라인 동심도 및 평행도가 떨어져 불량률이 증가되었음은 물론 반제품의 보스부분과 스플라인 펀치의 동심도가 떨어진 상태에서 펀치에 의해 스플라인 펀치에 무리한 힘이 가해지는 경우에는 스플라인 펀치가 부러지는 치명적인 문제점이 발생되었다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 하형의 구조를 개선하여 반제품을 하형에 로딩한 상태에서 반제품의 보스부분이 스플라인 펀치와 이격되도록 하였다가 상형이 하강하는 시점에서 상형의 펀치에 의해 반제품이 로딩된 하형이 하강하여 보스부분이 스플라인 펀치와 접속되도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 형태에 따르면, 상형에 반제품을 상방 압출하는 펀치를 고정하고 설치판에는 반제품을 후방 압출하는 스플라인 펀치를 고정하도록 된 금형에 있어서, 캐비티를 갖는 하형을 설치판에 복수개의 탄성수단에 의해 승강 가능하게 설치하여 캐비티에 로딩된 반제품의 보스부분이 스플라인 펀치의 상단으로부터 이격되도록 구성한 것을 특징으로 하는 전, 후방 동시 압출단조용 금형이 제공된다.

도 1은 자동차용 에어컨의 허브를 전, 후방 동시 압출단조로 성형하는 과정을 나타낸 공정도

도 2는 도 1의 공정에 의해 얻어진 자동차용 에어컨의 허브 사시도

도 3은 종래의 전, 후방 동시 압출단조용 금형의 종단면도

도 4a 및 도 4b는 본 고안의 전, 후방 동시 압출단조용 금형을 나타낸 종단면도로서,

도 4a는 탄성수단에 의한 하형의 상승으로 반제품이 캐비티의 걸림턱에 얹혀진 상태도

도 4b는 상형의 하강으로 하형이 하강하여 반제품의 성형이 완료된 상태도

* 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

5 : 반제품 5a : 보스부분

7 : 설치판 8 : 스플라인 펀치

9 : 캐비티 10 : 하형

11 : 상형 12 : 펀치

13 : 탄성수단

이하, 본 고안을 일 실시예로 도시한 도 4를 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4a 및 도 4b는 본 고안의 전, 후방 동시 압출단조용 금형을 나타낸 종단면도로서, 본 고안의 구성 중 종래의 금형과 구조가 동일한 부분은 그 설명을 생략하고 동일 부호를 부여하기로 한다.

본 고안은 상형(11)에 반제품(5)을 상방 압출하는 펀치(12)가 고정되어 있고 설치판(7)에는 반제품(5)을 후방 압출하는 스플라인 펀치(8)가 고정되어 있는데, 상기 설치판(7)에는 캐비티(9)를 갖는 하형(10)이 코일 스프링과 같은 복수개의 탄성수단(13)에 의해 승강 가능하게 설치되어 있다.

이 때, 상기 하형(10)은 설치판(7)에 항상 정확한 위치에서 안정적으로 승강 운동할 수 있도록 가이드편(14)에 의해 설치판(7)을 감싸도록 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상형(11)과 하형(10)이 분리된 상태에서는 설치판(7)과 하형(10)사이에 설치된 복수개의 탄성수단(13)에 의해 도 4a와 같이 상기 하형(10)이 설치판(7)으로부터 일정 간격 이격된 상태를 유지하게 된다.

이러한 상태에서 전 공정에서 성형된 반제품(5)을 도 4a에 일점쇄선과 같이 하형(10)에 형성된 캐비티(9)내에 로딩하면 반제품(5)의 보스부분(5a)이 스플라인 펀치(8)와 접속되지 않는다.

이와 같이 하형(10)의 캐비티(9)내에 반제품(5)을 로딩한 상태에서 제품을 압출 성형하기 위해 상형(11)이 하강하면 상형에 고정된 펀치(12)가 반제품(5)의 상면과 접속된 상태로 하강하는 시점에서 하형(10)이 설치판(7)과 사이에 설치된 탄성수단(13)을 압축시키면서 상형(11)과 함께 하강하게 되므로 스프라인 펀치(8)와 이격되어 있던 반제품(5)의 보스부분(5a)이 스플라인 펀치(8)와 접속되기 시작한다.

이러한 상태에서 상형(11)이 지속적으로 하강하면 도 4b와 같이 스플라인 펀치(8)에 의해 스플라인(3)을 갖는 보스(2)가 압출 단조됨과 동시에 상형(11)에 고정된 펀치(12)에 의해 캡(4)이 압출 단조된다.

상기한 바와 같은 동작으로 제품의 압출 단조가 이루어진 다음 상형(11)이 상승하면 상형의 하강으로 압축되어 있던 탄성수단(13)이 복원되면서 설치판(7)으로부터 하형(10)이 도 4a와 같이 상승하므로 스플라인 펀치(8)에 의해 압출 단조된 보스(2)가 스플라인 펀치(8)로부터 하형(10)의 상승량만큼 취출되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 반제품을 하형의 캐비티에 로딩하면 반제품의 보스부분이 스플라인 펀치와 이격되었다가 반제품을 압출하기 위해 상형이 하강하는 과정에서 상형의 펀치에 의해 반제품이 하형과 함께 하강하여 보스부분이 스플라인 펀치와 접속되므로 스플라인 펀치에 가해지는 충격을 최소화하므로 스플라인 펀치의 수명을 최대한 연장할 수 있게 된다.

또한, 캐비티에 로딩된 반제품이 펀치와 함께 안정적으로 하강하여 스플라인 펀치와 접속되어 보스내에 스플라인을 후방 압출하게 되므로 스플라인의 동심도는 물론이고 평행도를 정확하게 유지하는 허브를 생산할 수 있게 되는 효과를 얻게 된다.

Claims (1)

1. 상형에 반제품을 상방 압출하는 펀치를 고정하고 설치판에는 반제품을 후방 압출하는 스플라인 펀치를 고정하도록 된 금형에 있어서, 캐비티를 갖는 하형을 설치판에 복수개의 탄성수단에 의해 승강 가능하게 설치하여 캐비티에 로딩된 반제품의 보스부분이 스플라인 펀치의 상단으로부터 이격되도록 구성한 것을 특징으로 하는 전, 후방 동시 압출단조용 금형.