KR200403958Y1

KR200403958Y1 - 쉘 너트 제조장치

Info

Publication number: KR200403958Y1
Application number: KR20-2005-0021326U
Authority: KR
Inventors: 손석현
Original assignee: 주식회사 성진파스너
Priority date: 2005-07-21
Filing date: 2005-07-21
Publication date: 2005-12-19

Abstract

본 고안은, 다단식 성형기(2)를 이용한 쉘 너트 제조장치에 있어서: 다단식 성형기(2)를 절단나이프 블록(20) 및 제1단(52) 내지 제5단(150)으로 구성하고, 상기 각 단간에는 이전 단에서 가공된 가공소재를 이후단으로 이송시키기 위한 집게지그를 구비하며; 다단식 성형기(2)의 절단나이프 블록(20)은, 제조용 원자재를 절단하여 원기둥 소재(40)를 성형하고, 제1단(52)은, 집게지그에 의해서 제1단(52)의 다이(54)의 가공소재 안착부(56)에 이송되어 다이측 지지봉(60)으로 받쳐지게 안착된 원기둥 소재(40)를 펀치(58)를 이동시켜 원기둥 소재(40)의 양단면이 가압되게 펀칭해 상하면 평면이 이루어진 제1 가공소재(42)로 성형하고, 제2단(64)은, 제2단(64)의 다이(66)의 가공소재 안착부(68)의 소재 안착 하부면 테두리가 15°경사지게 형성되고 펀치측 가압봉(74)의 선단이 30°정도 테이퍼진 돌부가 형성되어 있고, 집게지그에 의해서 제1단(52)으로부터 제2단 다이(66)의 가공소재 안착부(68)에 상하 반전되어 이송되어 안착된 제1 가공소재(42)의 양면을 가압하여, 소재의 양측단중 펀치측 부분이 30°정도 경사진 내측 테두리를 가지는 요입홈을 형성하고 소재의 다이측 부분이 15°경사지게 면취 성형된 제2 가공소재(44)로 성형하며, 제3단(76)은, 다이(78)의 작동실(90)내에 가공소재 안착부(80)가 구비된 완충 작동구(81)를 포함하며, 집게지그에 의해서 제2단(64)으로부터 제3단 다이(78)의 가공소재 안착부(80)에 이송 안착된 제2 가공소재(44)를 펀치핀(86) 및 펀치측 슬리브(88)와 다이핀(83) 및 다이측 슬리브(83)를 이용해 가압하여 소재의 다이측부는 막혀진 얕은 원형 요입홈이 형성되고 펀치측부는 몸통이 파이프 형상으로 1차 압출 가공된 제3 가공소재(46)로 성형하고, 제4단(110)은, 집게지그에 의해서 제4단 다이(112)의 가공소재 안착부(118)에 이송 안착된 제3 가공소재(46)를 펀치(138)를 이동시켜 펀치핀(140)과 다이핀(124) 및 다이측 슬리브(126)를 이용해 가공소재(46)의 양단을 가압하여 소재의 펀치측부가 몸통부 파이프 형상이 2차 압출 가공에 의해 2차 성형하고 소재의 다이측부가 육각형태 압출 가공과 동시에 천공의 기초 원홈을 형성시킨 제4 가공소재(48)로 성형하고, 제5단(150)은 집게지그에 의해서 제5단 다이(152)의 가공소재 안착부(154)에 이송 안착된 제4 가공소재(48)를 펀치핀(162) 및 펀치측 슬리브(164)를 이용하여 가압하여 소재하단 육각부 내경을 천공하여 쉘 너트 완성품(50)을 얻도록 구성한다.

Description

쉘 너트 제조장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING SHELL NUT}

본 고안은 차량 부품 제조에 관한 것으로, 특히 자동차용 쉘 너트(shell nut) 제조장치에 관한 것이다.

차량 부품중 하나인 쉘 너트(shell nut)는 자동차용 브레이크 호스, 연료 호스 등 고압의 유체를 전달하기 위한 연결구로서, 주로 기밀성이 엄격하게 요구되는 고무 호스의 연결부위에 사용되어진다. 연결부위의 몸체는 금속재질의 쉘 너트와 부시(bush)등으로 구성되며, 그중 쉘 너트는 일측단부가 원형 관통공을 가진 대체로 얇은 두께의 파이프 형상(몸체소재)이며 타측단부는 육각 너트형상(너트소재)을 하고 있다.

종래에는 쉘 너트내 몸체소재와 너트소재 각각을 다단식 성형기로 별도 제조한 후 서로 용접함으로써 쉘 너트를 제작하였다. 몸체소재와 너트소재를 각각 제조하는 다단식 성형기는 다량의 정밀한 제품을 제조 가능케 하는 다단식 압조 성형방식의 성형 장비이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 쉘 너트 제작 공정을 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 먼저 몸체소재를 예비공정과 4단계의 본 공정으로 이루어지는 다단식 성형기를 이용하여 제조하고, 그와는 독립적으로 너트소재를 예비공정과 3단계의 본 공정으로 이루어지는 다단식 성형기를 이용하여 제조한다. 그 후 다단식 성형기에 의해서 제조된 몸체소재와 너트소재를 용접함으로써 쉘 너트 완제품을 제조하게 된다.

상기와 같은 종래 기술에 따른 공정 전개는 10공정 단계로 이루어져 있는데, 하기와 같은 문제점이 있다.

(1) 각각의 제품소재(몸체소재, 너트소재)를 별도로 제작하는 것은 제조시간이 2배 이상 소요된다. 더욱이 각 소재를 개별로 제작 후 용접하는 조립공정을 거쳐야만 하므로 총 공정 소요시간은 3배 이상이다.

(2) 종래의 제조방법은 치수의 정밀도 보증이 어렵다. 제품소재가 별개의 형태로 제작되어 조립되므로 각 공정간에서의 공차 누적과 특히 용접을 통한 조립 결합시 열에 의한 수축팽창의 영향 등으로 제품의 불량 발생율이 매우 높다.

(3) 종래 기술의 제조방식에 따른 쉘 너트는 결국 용접품인데, 용접품은 금속이 고온에서 용융되는 성질을 이용한 것이다. 용접 가공법은 제조 방법에서는 용이하나 제품간의 소재 결합강도가 일체형에 비해 50%이하의 낮은 강도를 가질 수밖에 없다. 또한 금속 섬유조직(metal fiber flow)이 분리된 상태로써 가공되어짐으로 금속의 인장강도, 피로강도 등 기계적 성질에서 취약한 구조를 가진다.

따라서 본 고안의 목적은 자동차용 쉘 너트를 한번에 다단식 성형기로 제조 가능한 쉘 너트 제조장치를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 다단식 성형기를 이용하여 쉘 너트를 일체형 제조 가능케 하는 쉘 너트 제조장치를 제공함에 있다.

상기한 목적에 따라, 본 고안은, 다단식 성형기(2)를 이용한 쉘 너트 제조장치에 있어서: 상기 다단식 성형기(2)를 절단나이프 블록(20) 및 제1단(52) 내지 제5단(150)으로 구성하고, 상기 각 단간에는 이전 단에서 가공된 가공소재를 이후단으로 이송시키기 위한 집게지그를 구비하며; 상기 다단식 성형기(2)의 절단나이프 블록(20)은, 제조용 원자재를 절단하여 원기둥 소재(40)를 성형하고, 상기 제1단(52)은, 집게지그에 의해서 제1단(52)의 다이(54)의 가공소재 안착부(56)에 이송되어 다이측 지지봉(60)으로 받쳐지게 안착된 원기둥 소재(40)를 펀치(58)를 이동시켜 상기 원기둥 소재(40)의 양단면이 가압되게 펀칭해 상하면 평면이 이루어진 제1 가공소재(42)로 성형하고, 상기 제2단(64)은, 제2단(64)의 다이(66)의 가공소재 안착부(68)의 소재 안착 하부면 테두리가 15°경사지게 형성되고 펀치측 가압봉(74)의 선단이 30°정도 테이퍼진 돌부가 형성되어 있고, 집게지그에 의해서 제1단(52)으로부터 제2단 다이(66)의 가공소재 안착부(68)에 상하 반전되어 이송되어 안착된 상기 제1 가공소재(42)의 양면을 가압하여, 소재의 양측단중 펀치측 부분이 30°정도 경사진 내측 테두리를 가지는 요입홈을 형성하고 소재의 다이측 부분이 15°경사지게 면취 성형된 제2 가공소재(44)로 성형하며, 상기 제3단(76)은, 다이(78)의 작동실(90)내에 가공소재 안착부(80)가 구비된 완충 작동구(81)를 포함하며, 집게지그에 의해서 제2단(64)으로부터 제3단 다이(78)의 가공소재 안착부(80)에 이송 안착된 상기 제2 가공소재(44)를 펀치핀(86) 및 펀치측 슬리브(88)와 다이핀(83) 및 다이측 슬리브(83)를 이용해 가압하여 소재의 다이측부는 막혀진 얕은 원형 요입홈이 형성되고 펀치측부는 몸통이 파이프 형상으로 1차 압출 가공된 제3 가공소재(46)로 성형하고, 상기 제4단(110)은, 집게지그에 의해서 제4단 다이(112)의 가공소재 안착부(118)에 이송 안착된 상기 제3 가공소재(46)를 펀치(138)를 이동시켜 펀치핀(140)과 다이핀(124) 및 다이측 슬리브(126)를 이용해 가공소재(46)의 양단을 가압하여 소재의 펀치측부가 몸통부 파이프 형상이 2차 압출 가공에 의해 2차 성형하고 소재의 다이측부가 육각형태 압출 가공과 동시에 천공의 기초 원홈을 형성시킨 제4 가공소재(48)로 성형하고, 상기 제5단(150)은, 집게지그에 의해서 제5단 다이(152)의 가공소재 안착부(154)에 이송 안착된 상기 제4 가공소재(48)를 펀치핀(162) 및 펀치측 슬리브(164)를 이용하여 가압하여 소재하단 육각부 내경을 천공하여 쉘 너트 완성품(50)을 얻도록 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

쉘 너트를 다단식 압조 성형방식을 이용하여 일체형으로 제조하게 되면 생산성 및 원가면 등의 장점이 있으나, 파이프형상의 몸체소재와 육각 너트형상의 너트소재를 일체형으로 제작하는 것은 금형 기술의 한계로서 불가능한 것으로 인식되어 있었다. 이에 본 고안의 실시 예에서는 다단식 성형기를 이용하면서도 쉘 너트를 일체형으로 제조 가능한 제조방법 및 제조장치를 구현한다.

금형의 특성상 일반적으로는 압출 공정을 행함에 양방향의 동시 가공 사례는 찾아 볼 수 없다. 그 이유로서는 일반적 형태로 한쪽 면을 압출하고 완료한 후 다음 공정에서 다른 부분을 압출하는 가공방법을 진행하는 것이 다단식 성형기의 기본적 공법으로 인식되어 있으며, 한 단면식만을 순차 가공하면 육각부분과 파이프형상을 성형하기는 어렵고 혹 비슷한 유형을 만들어도 한 단면식의 성형방법으로는 하단 육각부와 상단의 파이프형상의 이음부에 양호한 금속 유동(metal flow)의 형상을 만들기는 어렵다. 본 고안의 실시 예에서는 완전히 새로운 형태로서 상하 금형의 동시 압출 및 가공방법이 가능하도록 설계되었다.

도 2는 본 고안의 이해를 돕기 위한 일반적인 다단식 압조 성형기의 측단면도이고, 도 3은 본 고안의 실시 예의 이해를 돕기 위한 다단식 압조 성형기의 작업 일순간을 포착한 평면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 다단식 압조 성형기(2)는, 크게 다이측 고정부(4)와 펀치측 구동부(6)로 구성되며, 다이측 고정부(4)의 선단에는 다이블록(10)이 장착되고 펀치측 구동부(6)의 선단에는 펀치블록(12)이 장착된다. 각 단의 다이블록(10) 및 펀치블록(12)에는 본 고안의 실시 예에 따른 다이금형(도 3의 22) 및 펀치금형(도 3의 28)이 설치된다.

도 3에서, 도 3의 참조번호 "20"은 가공할 소재를 절단하기 위한 절단 나이프블록이고, "24"는 각 단간에 위치하는 집게 지그, "26"은 집게지그(24)에 집혀서 다음 단으로 이동되고 있는 가공 소재이다.

도 4는 본 고안의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)에 의한 쉘 너트 가공소재를 공정별로 도시한 도면으로 가공할 소재를 절단하는 예비공정 및 #1공정 내지 #5공정의 본 공정으로 이루어진다.

그리고, 도 5 내지 도 9는 본 고안의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 각 단에 대응된 다이 및 펀치 금형의 구체 구조도이다. 더욱 상세히 설명하면, 도 5는 본 고안의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 제1단(52)에 대응된 다이 및 펀치 금형의 구체 구조도이고, 도 6은 본 고안의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 제2단(64)에 대응된 다이 및 펀치 금형의 구체 구조도이며, 도 7은 본 고안의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 제3단(76)에 대응된 다이 및 펀치 금형의 구체 구조도이다. 도 8은 본 고안의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 제4단(110)에 대응된 다이 및 펀치 금형의 구체 구조도이고, 도 9는 본 고안의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 제5단(150)에 대응된 다이금형 및 펀치 금형의 구체 구조도이다.

본 고안의 실시 예에 따라 새로운 압조방식의 다단식 성형기(2)에 의한 제조공정은, 예비공정과, #1공정 내지 #5공정의 본 공정으로 이루어지며, 공정들 각각에 대해서는 도 2 내지 도 9가 참조하여 상세히 설명될 것이다.

(가) 예비공정

원형 와이어(wire) 선재를 다단식 성형기(2)에 구비된 도 2의 절단나이프 블록(20)의 절단 다이(die)의 면을 절단 나이프(knife)를 직선운동시켜 절단함으로써 도 4에 도시된 바와 같은, 원기둥 소재(40)를 얻는다.

(나) #1공정

#1공정은 본 고안의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 제1단(52)에 대응된 다이 및 펀치 금형의 구체 구조를 도시하고 있는 도 5가 주로 참조되어 설명될 것이다.

상기 예비공정에서 절단된 원기둥 소재(40)는 다단식 성형기(2)의 절단나이프 블록(20)과 제1단(52)간에 위치하는 집게지그에 의해서 이송되어 제1단(52)의 다이금형(이하 "다이"라 칭함)(54)의 가공소재 안착부(56)에 삽입 안착되어진다. 가공소재 안착부(56)의 하부에는 다이측 지지봉(60)이 가공소재 안착부(56)의 안착공간내 하부에 삽입 고정되어 있는 바, 가공소재 안착부(56)에 삽입 안착된 원기둥 소재(40)의 하부면을 받치게 된다.

그 후 다단식 성형기(2)의 펀치(58)를 하강시켜 제1단 펀치(58)의 펀치측 가압봉(62)이 삽입 안착된 원기둥 소재(40)의 상면을 가압 펀칭한다. 그 결과 원기둥 소재(40)의 절단된 상하면은 다이측 지지봉(60) 및 펀치측 가압봉(62)을 통한 가압에 의해서 교정되어지고, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 가공소재(42)가 얻어진다. 상기 원기둥 소재(40)의 절단된 상하면(절단면)을 교정하는 것은 절단면에 생긴 요철부분을 교정하여 평면부를 확보함과 아울러 원기둥 소재(40) 내부조직의 균일화를 이루기 위함이다. 상기와 같이 평면부 확보 및 내부 조직 균일화를 하여야만 추후 전개되는 후차 공정에서의 성형성 확보를 할 수 있다.

(다) #2공정

#2공정은 본 고안의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 제2단(64)에 대응된 다이 및 펀치 금형의 구체 구조를 도시하고 있는 도 6이 주로 참조되어 설명될 것이다.

#1공정을 거친 가공소재(42)는 다단식 성형기(2)의 제1단(52)과 제2단(64)간에 위치한 집게지그에 의해서 이동되면서 방향이 상하반전 되어져 제2단(64)의 다이(66)의 가공소재 안착부(68)의 안착공간에 안착된다. 가공소재 안착부(68)의 하부에는 다이측 지지봉(70)이 가공소재 안착부(68)의 안착공간내에 약간 삽입 고정되어 있는 바, 가공소재 안착부(68)에 삽입 안착된 예비성형소재(42)의 하부면을 받치게 된다. 상기 가공소재 안착부(68)의 하단 안착공간의 하부면 테두리는 도 6에 도시된 바와 같이, 15˚정도 경사지게 형성되어 있고, 펀치측 가압봉(74)의 선단은 30˚정도 테이퍼진 돌부가 형성되어 있다.

따라서 제2단(64)의 다이(66)의 가공소재 안착부(68)에 안착된 가공소재(42)를 다단식 성형기(2)의 제2단 펀치(72)를 하강시켜 펀치측 가압봉(74)으로 가압 펀칭하게 되면, 도 4에 도시된 바와 같은, 가공소재(44)가 얻어진다. 상기 2차 예비성형 소재(44)의 양측단중 다이측 부분은 약 15˚정도 면취 성형되고, 펀치측 부분은 30˚정도 경사진 내측 테두리를 가지는 요입홈이 형성되어 있다. 상기와 같은 가공소재(44)의 다이측 면취성형과 펀치측 선단부 요입홈 성형 가공은 차후공정에서 소재가 가지고 있는 금속조직의 유동성 확보를 위한 것이다.

(라) #3공정

#3공정은 본 고안의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 제3단(76)에 대응된 다이 및 펀치 금형의 구체 구조를 도시하고 있는 도 7이 주로 참조되어 설명될 것이다.

#2공정을 거친 가공소재(44)는 다단식 성형기(2)의 제2단(64)과 제3단(76)간에 위치한 집게지그에 의해서 이동되어 제3단 다이(78)의 가공소재 안착부(80)의 안착공간에 안착된다. 가공소재 안착부(80)의 하부에는 다이핀(82) 및 다이측 슬리브(83)가 가공소재 안착부(80)의 안착공간내에 약간 삽입 고정되어 있다.

다이(78)의 내부에는 다이측 작동실(90)이 구비되는 바, 압축 스프링(92)이 작동구 받침대(93)의 상부에 끼워져 안치되고 상기 압축 스프링(92)내에는 다이핀(82), 다이측 슬리브(83)가 결합 설치되고, 후부에 다이핀 홀더(94)와 고정부재(96)가 적층되어 볼트들로 고정되어 있으며, 상기 슬리브(124)를 쳐주기 위한 탈거핀(98)이 상기 고정부재(96)와 다이핀 홀더(94)를 관통하여 슬리브(83)의 하부면에 맞닿아 있다. 또한 작동실(90)내에는 압축 스프링(92)상에 위치하며 다이(78)의 걸림턱에 의해 제한되어 작동구 받침대(93)의 상면에서부터 다이(78)의 걸림턱까지 제한되게 작동 가능한 완충 작동구(81)가 구비되며, 완충 작동구(81)내에는 가공소재 안착부(80)가 설치되어 있다. 따라서 완충 작동구(81)는 다이(78)의 걸림턱과 작동구 받침대(93)의 상단면간에서 압축 스프링(92)의 탄발력 또는 펀치(84)의 가압에 의해서 작동될 수 있는데, 이는 소재의 펀치측 몸통을 파이프 형상으로 압출 성형함에 따른 다이금형의 수명을 보다 길게 해주는 역할을 한다.

한편 펀치(84)의 내부에는 펀치측 작동실(100)이 구비되는 바, 압축 스프링들(102a,102b) 각각이 대응 안내봉(104a,104b)에 끼워져 안치되고, 안내봉(104a,104b)의 선단은 펀치측 브라켓(85)까지 연장되어 고정된다. 펀치측 브라켓(85)은 안내봉(104a,104b)이 앞으로 밀리게 되면 펀치(84)와 이격 가능하며, 이격 후에는 압축 스프링들(102a,102b)의 탄발력에 의해서 다시 원상태로 복원되어진다. 펀치(84)에는 펀치핀(86) 및 펀치측 슬리브(88)가 결합 설치되고 있으며, 몸통을 파이프 형상으로 압출 성형하기 위해 펀치핀(86)이 펀치측 슬리브(88)에 비해 길게 신장되어 있다.

따라서 제3단 다이(78)의 가공소재 안착부(80)에 안착된 가공소재(46)를 다단식 성형기(2)의 제3단 펀치(84)를 하강시켜 펀치핀(86)으로 가압 펀칭하게 되면, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같은 가공 소재(46)가 얻어진다.

펀치핀(86)으로 가압 펀칭을 한 후 펀치(84)는 후퇴되도록 작동 제어되지만, 안내봉(102a,102b)은 현상태를 지속적으로 유지하도록 제어된다. 그에 따라 안내봉(102a,102b)의 선단에 고정된 브라켓(85) 및 펀치측 슬리브(88)는 현상태를 유지하면서 소재의 외주면을 지지하고 있지만 소재의 파이프 형상의 가공 홈에 삽입된 펀치핀(86)은 후퇴를 하게 된다. 그에 따라 펀치측 브라켓(85)과 펀치(84)는 이격되어지면서 압축 스프링(102a,102b)의 탄발력을 증가시키고 되고, 펀치핀(86)이 가공소재(86)에 성형된 파이프 형상 가공홈으로부터 완전히 빠져 나오게 되면 안내봉(104a,104b)가 자유운동을 할 수 있게 제어되어 브라켓(84) 및 펀치측 슬리브(88)도 압축 스프링(102a,102b)의 탄발력에 의해서 후퇴하게 된다. 상기와 같은 펀치(84)의 브라켓 및 펀치측 슬리브(88)의 동작은 가공 완료된 가공소재(46)로부터 펀치핀(86)이 빠져 나올 때 가공소재(46)가 핀처핀(86)에 끌려서 부적절하게 이탈되는 것을 방지해준다.

그 후 다이측 탈거핀(98)이 다이측 슬리브(83)를 쳐주게 되어 가공 완료된 가공소재(46)가 완충 작동구(81)의 가공소재 안착부(80)로부터 탈거되어진다.

상기한 #3공정에 의해서 얻어진 가공소재(46)는 다이측부가 막혀진 대체로 얕은 원형 요입홈이 성형되고, 펀치측 몸통 상단부가 파이프형상으로 1차 압출 성형된다. 이때의 소재경은 파이프 형상의 외경과 차후공정에서 육각부 성형의 기초형상에 관련되며, 가공시 유동성 확보(금속 조직 유동의 유효성)를 위한 것이다.

(마) #4공정

#4공정은 본 고안의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 제4단(110)에 대응된 다이 및 펀치 금형(112,138)의 구체 구조를 도시하고 있는 도 8이 주로 참조되어 설명될 것이다.

#3공정에서 성형된 가공소재(46)는 다단식 성형기(2)의 제3단(76)과 제4단(110)간에 위치하는 집게지그에 의해서 이동되어 제4단 다이(112)의 가공소재 안착부(118)의 안착공간에 안착된다. 가공소재 안착부(118)의 하부에는 가공소재의 외형을 육각 너트 형상으로 성형하기 위한 육각형태 안착구가 가공되어 있으며, 다이핀(124)의 선단부는 수십도 경사진 돌출부가 마련되어 있다.

제4단(110)의 다이(112)는 다이 고정구(die holder)(114)에 의해 다이 블록(die block)(116)에 장착된다. 다이(112)의 내부에는 작동실(120)이 구비되어 압축스프링(122)이 안치되고 상기 압축 스프링(122)내에 다이측 슬리브(126) 및 다이핀(124)이 결합 설치되고, 후부에 다이핀 홀더(128)와 고정판(130)을 고정볼트(132)들을 이용해서 체결 고정된다. 또한 다이(112)의 내부에는 작동실(120)로부터 외부로 연통된 가공유 배출구(136)가 형성되어 있고, 슬리브(126)를 쳐주기 위한 탈거핀(134a,134b)이 고정판(130)과 다이핀 홀더(128)를 관통하여 슬리브(126)의 하부면에 맞닿아 있다. 한편 펀치(138)는 펀치핀(140)을 포함하여 구성되어 있다.

따라서 제4단(110)의 다이(112)의 가공소재 안착부(118)에 안착된 가공소재(46)를 다단식 성형기(2)의 제4단 펀치(138)를 하강시켜 펀치핀(140)으로 가압 펀칭하게 되면, 도 4 및 도 8에 도시된 바와 같은, 가공소재(48)가 얻어진다.

#4공정에 의해서 상단 펀치측의 가공소재에서는 펀치 핀(140)의 가압으로 #3공정에서 1차 성형된 몸통부 파이프 형상에 2차 압출 가공되어 소재의 2차 성형이 이루어지며, 하단 다이측 가공소재에서는 육각형태 압출 가공과 동시에 다이 핀(124)의 작용으로 천공(hole piercing)의 기초 원 홈이 성형되는데, #4공정에서는 이러한 3가지의 형상가공이 복합적으로 이루어진다. 상기한 #4공정은 금속조직의 유동성(metal flow)을 고려한 압출 가공의 과정이다.

(바) #5공정

#5공정은 다단식 성형기(2)의 제5단(150)에 대응된 다이 및 펀치 금형의 구체 구조를 도시하고 있는 도 9가 주로 참조되어 설명될 것이다.

#3공정에서 성형된 가공소재(46)는 다단식 성형기(2)의 제4단(110)과 제5단(150)간에 위치하는 집게지그에 의해서 이동되어 제5단 다이(152)의 가공소재 안착부(154)에 안착된다. 그 후 제4단(150)의 가공소재 안착부(154)에 안착된 가공소재(48)를 다단식 성형기(2)의 제5단 펀치(160)를 하강시켜 펀치측 슬리브(164)로 지지와 동시에 펀치핀(162)으로 가압 펀칭하게 되면 소재 하단 육각부 내경의 중간부분을 천공(hole piercing)하게되고, 도 4 및 도 9에 도시된 바와 같은, 쉘너트 완성품(50)이 얻어진다. 그 후 펀치(160)를 후퇴시키고 압축 스프링(158)에 의해 지지된 다이측 탈거핀(156)을 이용해 쉘너트 완성품(50)을 탈거(knock out)하면 모든 공정은 완료된다.

상기와 같이 공정들에 의해서 다단식 성형기(2)를 이용한 쉘너트 제조공정의 한 사이클(one cycle)이 종료된다. 다단식 성형기(2)의 각 단에서 한 사이클(one cycle) 가공시 걸리는 소요시간은 1초 내외가 소요되는 바, 본 고안에 따른 공정이 기계 성형기 내부에서 5단계의 공정을 거치므로 1단 가공시 1초이면 도합 5초이나 기계가 연속동작으로 이루어짐으로 작업시작 시에만 5초가 소요되고 계속작업이 이루어 질 때는 1초가 된다.

하기 표 1의 테이블에서는 종래기술과 본 고안의 실시 예에 따른 쉘 너트 제조방법간을 비교해서 나타내고 있다.

상기한 표 1에서 나타난 바와 같이 여러 가지 항목들로 대비해 본 바와 같이, 본 고안의 다단식 성형 가공기에 의한 쉘 너트 제조방법은 종래 절삭 가공에 비해서 생산원가 절감이 상당하며 그에 따라 제품의 가격 경쟁력도 우위를 차지할 것이다.

상술한 본 고안의 설명에서는 자동차용 쉘 너트와 같은 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 고안의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 본 고안의 금형 공법은 자동차용 쉘 너트 외에 유사한 제품에도 응용될 수 있다. 따라서 본 고안의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 실용신안등록청구범위와 실용신안등록청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

상술한 바와 같이 본 고안은 쉘 너트를 한번에 다단식 성형기로 제조할 수 있으므로 다단식 성형기의 이점을 최대한 이용할 수 있다. 또한 종래 절삭 가공에 비해서 모든 항목에서 월등하여 생산원가 절감을 이룰 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따라 절삭가공방식에 의해 제조되는 쉘너트 제조공정도,

도 2는 본 고안의 이해를 돕기 위한 일반적인 다단식 성형기의 측단면도,

도 3은 본 고안의 실시 예의 이해를 돕기 위한 다단식 성형기의 작업 일순간을 포착한 평면도,

도 4는 본 고안의 실시 예에 따른 다단식 성형기에 의한 쉘 너트 제조과정을 공정별로 도시한 도면,

도 5 내지 도 9는 본 고안의 실시 예에 따른 다단식 성형기(2)의 각 단에 대응된 다이 및 펀치 금형의 구체 구조도.

<<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>>

2: 다단식 성형기 4: 다이측 고정부

6: 펀치측 구동부 10: 다이

12: 펀치 52: 제1단

64: 제2단 76: 제3단

110: 제4단 150: 제5단

Claims

다단식 성형기(2)를 이용한 쉘 너트 제조장치에 있어서:

상기 다단식 성형기(2)를 절단나이프 블록(20) 및 제1단(52) 내지 제5단(150)으로 구성하고, 상기 각 단간에는 이전 단에서 가공된 가공소재를 이후단으로 이송시키기 위한 집게지그를 각각 구비하되;

상기 다단식 성형기(2)의 절단나이프 블록(20)은 전단다이면과 절단나이프로 구성하고,

상기 제1단(52)은 펀치측가압봉(64)이 구비된 제1단 펀치(58)와 다이측 지지봉(60)상에 가공소재 안착부(56)가 마련된 다이(54)로 구성하되, 가공소재 가압성형에 의해 가공소재의 상하면이 평면이 되게 구성하고,

상기 제2단(64)은 펀치측가입봉(74)이 구비된 제2단 펀치(72)와 다이측 지지봉(70)상에 가공소재 안착부(68)가 마련된 다이(66)로 구성하되, 상기 가공소재 안착부(68)의 소재 안착 하부면 테두리는 15°정도 경사지게 형성하고 펀치측 가압봉(74)의 선단은 30°정도 테이퍼진 돌부가 형성되게 구성하여, 가공소재 가압성형에 의해 가공소재의 펀치측부분이 30°정도 경사진 내측 테두리를 가지는 요입홈이 형성되고 가공소재의 다이측부분이 15°정도 경사진 면취면이 형성되게 구성하며,

상기 제3단(76)은 펀치핀(86)이 펀치측슬리브(88)에 비해 길게 신장되게 결합된 펀치(84)와, 작동실(90)에 설치된 다이핀(82) 및 다이핀슬리브(83)가 완충작동구(81)의 가공소재 안착부(80)의 안착공간내 일부 삽입고정되게 구비된 다이(78)로 구성하되, 가공소재 가압성형에 의해 가공소재의 다이측부는 막혀진 얕은 원형 요입홈이 형성되고 상기 가공소재의 펀치측부는 몸통이 파이프로 형성되게 구성하고,

상기 제4단(110)은 펀치핀(140)이 구비된 펀치(138)와, 작동실(120)에 설치된 다이핀(124) 및 다이핀슬리브(126)가 가공소재 안착부(118)의 안착공간내 일부 십입고정되게 구비된 다이(112)로 구성하되, 가공소재 가압 성형에 의해 가공소재의 다이측부가 육각형태 압출가공되고 천공의 기초 원홈이 형성되게 구성하고,

상기 제5단(150)은 편치핀(162)와 펀치측 슬리브(164)로 구성된 펀치(160)와, 가공소재 안착부(154)과 그 하부에 다이측 탈거핀(156)이 구비된 다이(152)로 구성하되, 가공소재 가압성형에 의해 소재하단의 육각부 내경이 천공형성된 쉘 너트 완성품이 되도록 구성함을 특징으로 하는 쉘 너트 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 제4단 다이(112)의 가공소재 안착부(118)의 하부에는 가공소재의 외형을 육각 형상으로 성형하기 위한 육각형태 안착구가 가공되어 있음을 특징으로 하는 쉘 너트 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 제3단(76)은 펀치(84)의 내부에 펀치측 작동실(100)이 구비되고, 상기 작동실(100)에는 압축스프링(102a,102b) 각각이 대응 안내봉(104a,104b)에 끼워져 안치되고, 상기 안내봉(104a,104b)의 선단은 펀치핀(86) 및 펀치측 슬리브(88)가 결합설치된 펀치측 브라켓(85)까지 연장되게 구성하여, 소재 몸통부 펀치핀(86)이 파이프 형상 가공홈으로부터 후퇴시 펀치측 슬리브(88)로 가압 지지를 유지케 하여 제3 가공소재(46)가 부적절히 이탈되지 않도록 함을 특징으로 하는 쉘 너트 제조장치.