KR200336464Y1 - 냉간가공에 의한 볼트머리 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 생산공정을 줄이고, 경도와 강도를 높이며 고품질의 볼트를 구할 수 있는 냉간가공에 의한 볼트머리 성형장치를 제공하기 위해, 프레스의 동작에 따라 승/하강하는 상부금형과, 상부에 볼트머리 성형용 공간부(24)를 가지며 중앙으로 2단 직경의 구멍이 형성된 하부금형이 구비되며, 가열되지 않은 소재(30)가 상기 상부금형에 장착되어 프레스에 의해 압축됨에 따라 단부에는 원형의 헤드부(32)가 형성되고, 상기 헤드부가 단조되어 육각 볼트머리로 완성된다.

Description

냉간가공에 의한 볼트머리 성형장치{device of forming bolt head for cold working}

본 고안은 볼트머리 성형장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는 강도와 경도를 높이고 성형성을 상승시키기 위해 고온으로 가열하지 않고 성형시키는 냉간가공에 의한 볼트머리 성형장치에 관한 것이다.

통상적으로, 두개 이상의 소재를 견고하게 체결시키기 위해 사용되는 볼트는 육각형상의 볼트머리와 봉체로 된 나사부로 구성되며, 볼트머리를 성형하기 위해서는 도 1과 도 2에서와 같이 저면 내측으로 볼트머리 성형용 공간부(1a)가 형성된 상부금형(1)이 구비되고, 그 아래에는 프레스의 램에 고정되어 수직 승/하강 작동되며 중앙으로 소재(3)를 고정시키는 하부금형(2)이 구비된다. 이때 상기 소재(3)는 고온으로 가열된 상태에서 타격하는 열간가공과 가열하지 않고 성형하는 냉간가공 방법으로 구분된다.

한편, 본 고안에서는 조선소와 같이 강도와 경도가 높아야 됨은 물론이고 강한 내식성이 요구됨에 따라 스테인레스 소재를 사용한 볼트 성형에 관한 것이다. 위에서 볼트를 성형하기 위한 소재는 경도 및 강도를 높이기 위해 압축 인발된 소재로서 열간가공을 하기 위해 600도 이상으로 가열하게 되면 변형경화로 인해서 생성된 재료내부의 집적된 전위들이 상쇄 또는 소멸되어 경도와 강도가 크게 떨어지게 된다.

특히 고온으로 가열하게 됨에 따라 볼트머리 뿐만 아닌 몸통부분으로도 직경이 확대되기 때문에 볼트머리를 완성한 다음 나사부의 직경을 가공할 수밖에 없고, 이는 가공성이 현저하게 떨어진다. 즉, 볼트머리를 가공하기 위해 고온으로 가열하면서 확대된 몸통부분과 나사부를 구성하는 전조직경부를 선반에 의해 절삭작업을 수행하게 되며, 이때 이미 성형된 볼트머리는 척에 고정시키기가 쉽지 않고 정밀성이 떨어지며 가공시간이 지연되는 문제점이 발생된다.

또한, 종래방법에 의한 냉간가공은 단조시 성형성을 높이기 위해 스테인레스소재에 구리를 함유시키게 되면서 연성이 높아지게 되고 이는 볼트의 체결성을 약하게 하는 원인이 되고 있다.

본 고안은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 경도와 강도를 높이고 고품질의 볼트를 구할 수 있는 냉간가공에 의한 볼트머리 성형장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 성형성을 상승시키고 제조단가를 줄일 수 있는 냉간가공에 의한 볼트머리 성형장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 프레스의 동작에 따라 승/하강하는 상부금형과, 상부에 볼트머리 성형용 공간부(24)를 가지며 중앙으로 2단 직경의 구멍이 형성된 하부금형으로서 성형장치(100)가 구비되며, 상기 성형장치에서 소재(30)의 상단부가 프레스에 의해 압축됨에 따라 소재 상부에는 원형의 헤드부(32)가 형성되고, 상기 헤드부가 단조되어 육각 볼트머리로 성형됨과 함께 전조가공부에 나사가 가공되면서 볼트가 완성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 기술에 따른 볼트머리 성형장치의 구성과 작동상태를 도시한 단면도로서 타격직전의 상태.

도 2는 종래의 기술에 따른 볼트머리 성형장치의 구성과 작동상태를 도시한 단면도로서 타격한 상태.

도 3은 본 고안에 따른 볼트머리 성형장치에서 상부금형과 하부금형의 구성을 도시한 중앙 단면도.

도 4는 본 고안에 따라 볼트가 완성되는 상태를 도시한 참고도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1,10: 상부금형 1a,24: 볼트머리 성형용 공간부

2,20: 하부금형 3,30: 소재

22: 2단직경 구멍 28: 에어 홀

32: 헤드부 33: 볼트머리

35: 전조가공부 40: 볼트

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선, 본 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흐트릴 수 있는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은, 본 고안에 따른 냉간가공에 의한 볼트머리 성형장치를 구성하는 상부금형과 하부금형을 도시하고 있다. 도면에 따르면, 프레스의 동작에 따라 승/하강하는 상부금형(10)이 구비되고, 상부에 볼트머리 성형용 공간부(24)를 가지며 중앙으로 2단 직경의 구멍이 형성된 하부금형 중앙으로 소재(30)가 끼워지게 되고, 상기 상부금형 혹은 하부금형이 프레스의 램에 장착되어 타격하게 됨에 따라 소재의 상단부에는 원형의 헤드부(32)가 형성된다. 이와 같이 헤드부가 성형된 소재는 도 4에서와 같이 볼트머리(33) 및 나사부(36)가 가공되면서 볼트(40)로서 완성된다.

위를 더욱 자세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 소재를 고정시키는 하부금형(20)은 상부에 원형으로 된 볼트머리 성형용 공간부(24)를 가지며 그 하부에는 중앙으로 2단 직경의 구멍(22)이 형성된다. 상기 볼트머리 성형용 공간부(24)에서는 단조작업으로 볼트머리를 가공하기 위한 헤드부(32)를 성형하기 위한 것으로 원하는 헤드부의 직경과 동일한 직경을 가진다. 이때, 상기 볼트머리 성형용 공간부의 저면에는 내/외측의 모서리 부분이 라운드(26,27)를 형성하게 되면서 변형에 의한 모서리 취약부 발생을 방지하게 된다.

또한 상기 2단직경 구멍(22)은 하부의 직경이 축소된 상태로서, 상측에는 완성되는 볼트의 몸체(34) 직경과 동일하게 되고, 하부의 축소된 직경부에서는 볼트의 전조가공부가 절삭된 상태에서 끼워지게 된다.

그리고, 상기 볼트머리 성형용 공간부(24)의 외측둘레면 하부와 그 저면으로는 외부와 통하는 다수의 에어홀(28)이 형성된다. 상기 에어홀은 상부금형에 의해서 소재(30)를 타격할 때 볼트머리 성형용 공간부에 있는 공기가 배출될 수 있게 한다.

다음, 상기 하부금형 위로는 수직으로 작동되는 상부금형(10)이 구비된다. 상기 상부금형은 하부금형의 볼트머리 성형용 공간부(24)와 거의 동일한 직경을 가지고 프레스에 장착되어 하강할 때 상기 볼트머리 성형용 공간부 내측으로 타격을 하게 된다.

이와 같이 구성되는 볼트머리 성형장치(100)를 이용하여 볼트머리를 성형하는 공정은 다음과 같다.

먼저, 도 4에서와 같이 일정한 길이를 가지는 봉 형상의 소재(30)는 직경이 완성된 볼트(40)의 몸체(34)와 동일한 직경을 가진다. 그리고 상기 소재의 일측에는 완성되는 볼트의 나사부(36) 길이와 동일하게 전조가공부(35)가 절삭된다. 상기 전조가공부(35)는 전조작업시 직경이 커지게 되는 것을 감안한 선 가공공정이다.

이후, 상기 소재를(30)를 상부에 볼트머리 성형용 공간부(24)를 가지며 중앙으로 2단 직경의 구멍이 형성된 하부금형(20)으로 장착한다. 이때, 상기 2단 직경의 하부 소직경부에 전술한 소재의 전조가공부(35)가 안치된다. 그리고, 프레스에 장착된 상부금형을 하강시켜 소재의 상단부를 타격하게 됨에 따라 소재의 상부가 압축됨과 동시에 볼트머리 성형용 공간부(24)와 동일한 직경으로 확산되는 헤드부(32)가 성형된다.

다음, 헤드부(32)가 완성된 소재는 볼트머리 성형장치(100)에서 탈리된 뒤 단조작업에 의해 원형의 헤드부(32)가 육각으로 성형되면서 완전한 볼트머리(33)가 완성된다.

이후, 상기 소재는 전조기에 장착되고 전조가공 되면서, 전조가공부(35)에는 나사부(36)가 성형된다. 이로서 고온으로 가열하지 않는 즉, 냉간가공에 의한 하나의 볼트가 완성된다.

이상으로 살펴본 바와 같이 본 고안 냉간가공에 의한 볼트머리 성형장치는, 볼트머리 부분을 성형하기 위한 가열공정이 생략되면서 기계적 성질의 감소 없이 변형 경화된 재질의 원래성질을 그대로 유지시켜 강도와 경도가 높은 고품질의 볼트를 생산할 수 있게 되며, 생산 공정을 줄이고 이에 따른 제조단가를 줄일 수 있는 경제적인 효과가 있다.

Claims (2)

1. 프레스의 동작에 따라 승/하강하는 상부금형(10)과,

   상부에 볼트머리 성형용 공간부(24)를 가지며 중앙으로 2단 직경의 구멍이 형성되고 상기 볼트머리 성형용 공간부의 하부에는 외부와 통하는 에어홀(28)이 형성된 하부금형(20)으로 구성됨을 특징으로 하는 냉간가공에 의한 볼트머리 성형장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 볼트머리 성형용 공간부(24)를 구성하는 모서리 저면의 내,외측에는 라운딩(26,27)이 형성되어 있음을 특징으로 하는 냉간가공에 의한 볼트머리 성형장치.