KR20070110462A

KR20070110462A - 일정 토르크가 필요한 풀림방지 볼트 제조용 동시롤링다이스와 그 제조방법 및 사용방법

Info

Publication number: KR20070110462A
Application number: KR1020070043278A
Authority: KR
Inventors: 이재우; 한우삼
Original assignee: 주식회사 티엔피; 태양금속공업주식회사
Priority date: 2007-05-03
Filing date: 2007-05-03
Publication date: 2007-11-19
Also published as: KR100791936B1

Abstract

본 발명은 일정 토르크가 필요한 풀림방지 볼트 제조용 동시 롤링다이스와 그 제조방법 및 사용방법에 관한 것이다. 즉, 일정 토르크가 필요한 풀림방지 볼트(100)를 성형하기 위한 다이스를 구성함에 있어서, 같은 방향의 나사산으로 된 불완전나사부성형부와 완전나사부성형부가 구비된 심음측 성형다이스(220a)(220b) 한벌과; 너트체결측 성형다이스(230a)(230b) 한벌; 을 구비하되 양쪽 완전나사부성형부(122)(132)가 서로 맞닿도록 적층된 하나의 심음측 성형다이스(220a)와 너트체결측 성형다이스(230a)는 롤링머신의 고정다이스(2000)로, 양쪽 완전나사부(122)(132)가 서로 맞닿도록 적층된 다른 하나의 심음측 성형다이스(220b)와 너트체결측 성형다이스(230b)는 롤링머신의 이동다이스(3000)로 1대의 롤링머신에 장착되게 한 것으로서, 볼트 양단의 심음측 체결부와 너트체결부를 1회의 롤링 작업만으로 모두 성형할 수 있으므로 종래 2회의 롤링방법으로 생산하는 것에 비하여 2배의 생산량 증대 효과가 있어 가격과 품질 경쟁력을 상당히 높힐 수 있다.

일정 토르크가 필요한 풀림방지용 볼트, 동시 롤링다이스, 완전나사부, 불완전나사부

Description

일정 토르크가 필요한 풀림방지 볼트 제조용 동시 롤링다이스와 그 제조방법 및 사용방법{Simultaneous rolling die for a manufacturing of loose prevention bolt by using a torgue and it's manufacturing method}

도1 은 종래의 한 몸체에 심음측 체결부와 너트체결부가 양단에 함께 구비된 볼트를 도시한 측면도

도2a 는 종래의 롤링다이스로 너트체결측 나사부를 가공하는 측면도

도2b 는 종래의 롤링다이스로 심음측 나사부를 가공하는 측면도

도3 은 본 발명에 의해 심음측 성형다이스와 너트체결측 성형다이스를 한 벌로 적층시켜 고정다이스와 이동다이스로 사용하는 상태를 보인 측면도

도4 는 본 발명의 다이스에 의해 생산된 풀림방지용 볼트의 측면도

도5a 와 5b 는 도3 의 "A" 및 "B" 부분의 확대도

도6 은 본 발명에서 커터로 다이스의 산정을 경사진 산정각도로 커팅하는 상태의 측면도

도7a 내지 7b 는 도4 의 "C" 내지 "D" 부분의 확대도

도8a 및 8b 는 본 발명의 일정 토르크가 필요한 풀림방지용 볼트에 너트를 체결하였을 때 너트체결부의 나사산 일부위가 소성 변형되기 전과 소성 변형된 후의 상태도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 일정토르크가 필요한 풀림방지용 볼트

120 : 심음측 체결부

130 : 너트체결부 220a,220b: 심음측 성형다이스

230a,230b: 너트체결측 성형다이스

221,231: 불완전나사부성형부 222,232: 완전나사부성형부

240 : 홈부 400 : 너트

500 : 중첩부위 600 : 틈새

2000 : 고정다이스 3000 : 이동다이스

α: 산정각도 β : 산골각도

본 발명은 일정 토르크가 필요한 풀림방지 볼트 제조용 동시 롤링다이스와 그 제조방법 및 사용방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 한 몸체에 심음측 체결부와 너트체결부가 양단에 함께 구비되는 풀림방지용 볼트를 1회의 롤링작업 만으로 생산할 수 있는 일정 토르크가 필요한 풀림방지 볼트 제조용 동시 롤링다이스와 그 제조방법 및 사용방법에 관한 것이다.

일반적으로 한 몸체에 심음측 체결부와 너트체결부가 양단에 함께 구비되는 볼트는 소정 형상의 부품을 매달아 장착할 때 주로 사용한다. 그리고, 자동차 엔진의 배기 장치와 같이 심한 진동이 발생되는 물품에 사용하는 볼트는 진동으로 인한 풀림 방지의 기능이 있어야 하며, 이를 위해 풀림방지용 와셔, 코팅(Patch), 밀봉(Sealing) 등을 이용하고 있다.

그 일례로 자동차 엔진의 배기 장치는 엔진이 구동되는 동안 심한 진동이 발생하며, 이러한 배기 장치를 장착할 때는 상기 한 몸체에 심음측 체결부와 너트체결부가 양단에 구비된 볼트를 이용하여 차체에는 심음측 체결부를 먼저 체결하고 배기 장치의 체결공에는 너트체결부를 관통시킨 후 너트로 체결하여 배기 장치를 차체에 장착하고 있다.

즉, 자동차 엔진의 배기 장치에서 발생되는 심한 진동으로 인해 상기 심음측 체결부 또는 너트체결부의 너트가 저절로 풀리게 되면 안되므로 이와 같이 진동이 많이 발생하는 장치를 장착할 때는 풀림방지 기능이 있어야 하는데 상기 심음측 체결부와 너트체결부가 함께 구비된 종래의 볼트는 그러한 풀림방지 기능이 별로 없다고 할 수 있다.

여기서, 도1 은 종래의 한 몸체에 심음측 체결부와 너트체결부가 양단에 함께 구비된 볼트를 도시한 측면도로서, 이러한 볼트는 대부분 체결시 초기 진입을 용이하게 하기 위해 볼트몸체(10)에 형성되는 나사산중 양쪽의 대향된 심음측 체결부(12)와 너트체결부(13)의 초기 1~4산은 불완전나사부(14)(16)로 형성하고 나머지는 완전나사부(15)(17)로 형성한다.

여기서 실제 국내 완성차 제조업체를 예로 들면 풀림방지(Lock-Thread)가 적 용되지 않은 스터드볼트(Stud-Bolt)가 사용되고 있다. 즉 이 사용되는 스터드볼트(Stud-Bolt)는 완전/불완전 나사부가 구분되어 있지 않고 일반적인 완전나사산부를 형성하고 있다.

즉, 불완전나사부(14)(16)의 외경과 골경이 완전나사부(15)(17)의 외경 및 골경과 같으면 초기 체결때 볼트 자리 잡기에 어려움이 있기 때문에 이를 보완하기 위해 불완전나사부(14)(16)의 외경 및 골경을 완전나사부(15)(17)의 외경 및 골경보다 작게 형성한다. 이와 같이 하면 불완전나사부(14)(16)와 완전나사부(15)(17)의 외경 및 골경 사이에는 소정 각도의 테이퍼(1~10˚)가 형성되어 초기 체결이 용이하게 된다.

도2a 및 2b 는 종래의 롤링다이스에 의해 볼트가 제조되는 상태를 보인 측면도로서, 상기의 볼트를 제조하는 종래의 롤링다이스는 대부분 도2a 와 같이 너트체결부(13)를 가공하기 위한 너트체결측 고정다이스(40)와 너트체결측 이동다이스(50) 1벌; 도2b 와 같이 심음측 체결부(12)를 가공하기 위한 심음측 고정다이스(20) 및 심음측 이동다이스(30) 1벌; 총 2벌로 나뉘어 진다.

이러한 2벌의 롤링 다이스로 볼트몸체(10)의 양단에 너트체결부(13)와 심음측 체결부(12)를 형성하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 너트체결부(13)를 가공하기 위한 너트체결측 고정다이스(40)와 너트체결측 이동다이스(50)를 1대의 롤링머신에 장착한 상태에서 도2a 와 같이 나사산이 가공되지 않는 중앙부(11)를 중심으로 볼트몸체(10)의 한쪽을 1차 롤링 작업하여 일단에 너트체결부(13)의 불완전나사부(16)와 완전나사부(17)가 형성된 볼트 반제 품을 만든다.

그 후 심음측 체결부(12)를 가공하기 위한 심음측 고정다이스(20)와 심음측 이동다이스(30)가 장착된 다른 1대의 롤링머신으로 상기 볼트 반제품을 옮긴 후 도2b 와 같이 볼트몸체(10)의 제품위치를 거꾸로 진입시키는 변경작업과 함께 2차 롤링 작업을 행하여 심음측 체결부(12)에 불완전나사부(14)와 완전나사부(15)를 형성하여야만 완제품의 볼트를 얻을 수 있는 것으로서 이는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째: 너트체결부(13) 가공을 위한 너트체결측 고정다이스(40) 및 너트체결측 이동다이스(50) 1벌과 이를 장착하는 롤링머신, 심음측 체결부(12) 가공을 위한 심음측 고정다이스(20) 및 심음측 이동다이스(30) 1벌과 이를 장착하는 롤링머신을 각각 구비하여야 한다. 따라서, 총 2벌의 다이스와 이를 사용하기 위한 2대의 롤링머신을 갖춰야만 하므로 설비 및 금형비용이 많이 소요되고 생산 현장의 작업공간 효율성이 떨어지게 된다.

둘째: 상기 2벌의 다이스를 2대의 롤링머신에 각각의 세트로 장착하려면 작업전 설비 예비 가동 및 금형 세팅에 따른 시간이 오래 걸리고 인력소모가 많이 소요된다.

세째: 2대의 롤링머신에서 1차, 2차에 걸쳐 2번의 롤링작업을 거쳐야 하고, 제품을 거꾸로 돌려 제품위치를 변경시켜 주어야 하는 등 롤링작업에 따른 시간이 오래 걸리고 작업성이 나빠서 생산성이 상당히 떨어진다.

네째: 상기의 문제점들은 볼트를 생산할 때 모두 원가 상승의 요인으로 작용 하므로 가격 경쟁력이 떨어지는 문제점이 있다.

다섯째: 상기한 종래의 롤링다이스로 만들어지는 풀림방지용 볼트는 심음측과 너트체결측의 나사산 산골각도가 일반 너트의 나사산과 같은 형태로 형성됨에 따라 풀림방지 기능이 떨어져 진동이 심한 부품에 사용하기에는 부적합한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 볼트몸체를 거꾸로 돌려 제품위치를 변경시켜 주어야 하는 과정 없이 상기 심음측 체결부와 너트체결부가 하나의 몸체에 함께 구비된 볼트를 생산할 수 있도록 함으로서 작업성과 생산성을 높힐 수 있는 일정 토르크가 필요한 풀림방지 볼트 제조용 동시 롤링다이스와 그 제조방법 및 사용방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 하나의 몸체에 심음측 체결부와 너트체결부가 함께 구비되는 볼트를 1대의 롤링머신으로 1회의 롤링작업 만을 행하여 생산할 수 있도록 하므로서 설치장소의 효율적 이용과 설비비용의 절감 및 생산성 향상을 이룰 수 있는 일정 토르크가 필요한 풀림방지 볼트 제조용 동시 롤링다이스와 그 제조방법 및 사용방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 하나의 몸체에 심음측 체결부와 너트체결부가 함께 구비된 상태에서 풀림방지 기능이 탁월한 볼트를 생산할 수 있는 일정 토르크가 필요한 풀림방지 볼트 제조용 동시 롤링다이스와 그 제조방법 및 사용방법을 제공 하는 데 있다.

이하에서, 본 발명의 상기 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 기술구성 및 작용을 실시예로 첨부한 별첨 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도3 은 본 발명에 의해 심음측 성형다이스와 너트체결측 성형다이스를 한 벌로 적층시켜 고정다이스와 이동다이스로 사용하는 상태를 보인 측면도이고, 도4 는 본 발명의 다이스에 의해 생산된 풀림방지용 볼트의 측면도이며, 도5a 와 "5b" 는 도3 의 "A" 및 "B"부분의 확대도이고, 도6 은 본 발명에서 커터로 다이스의 산정을 경사진 산정각도로 커팅하는 상태의 측면도이다.

이에 도시된 바와같이 본 발명은 불완전나사부(121)와 완전나사부(122)를 구비한 심음측 체결부(120) 및 불완전나사부(131)와 완전나사부(132)를 구비한 너트체결부(130)가 양단에 구비되는 풀림방지용 볼트(100)를 성형하기 위한 다이스를 구성함은 종래와 같다.

본 발명의 특징은 같은 방향의 나사산으로 된 불완전나사부성형부(221)와 완전나사부성형부(222)가 연이어 구비된 심음측 성형다이스(220a)(220b) 한벌과; 같은 방향의 나사산으로 된 불완전나사부성형부(231)와 완전나사부성형부(232)가 연이어 구비되는 너트체결측 성형다이스(230a)(230b) 한벌; 을 구비하되 양쪽 완전나사부성형부(222)(232)가 서로 맞닿도록 적층된 하나의 심음측 성형다이스(220a)와 너트체결측 성형다이스(230a)는 롤링머신의 고정다이스(2000)로 장착하고, 양쪽 완 전나사부성형부(222)(232)가 서로 맞닿도록 적층된 다른 하나의 심음측 성형다이스(220b)와 너트체결측 성형다이스(230b)는 롤링머신의 이동다이스(3000)로 1대의 롤링머신에 장착함을 특징으로 한다.

그리고, 상기 심음측 성형다이스(220a)(220b)의 완전나사부성형부(222)와 너트체결측 성형다이스(230a)(230b)의 완전나사부성형부(232)는 서로 적층되는 접촉면 중 어느 한 쪽면 또는 양쪽면 모두에 일정 토르크가 필요한 풀림방지용 볼트(100)의 나사산이 가공되지 않는 중앙부(101)를 수용하기 위한 홈부(240)를 형성한 것을 특징으로 한다.

여기서 일정 토르크가 필요한 풀림방지용 볼트(100)는 제품 사양에 따라 심음측 체결부(120)와 너트체결부(130) 사이에 상기 중앙부(101)가 없는 볼트 제품으로 구성할 수 있으며, 이러한 볼트 제품을 롤링 성형하는 다이스의 경우에는 상기 중앙부(101)를 수용하기 위한 홈부(240)를 형성하지 않아도 무방하다.

또한, 상기 심음측 성형다이스(220a)(220b)와 너트체결측 성형다이스(230a)(230b)는 심음측과 너트체결측의 나사산 방향을 모두 같은 방향으로 형성하되 심음측과 너트체결측의 나사산 산정은 양측을 서로 반대로 경사지는 산정각도(α)(완전나사부성형부(222)(232) 쪽에서 불완전나사부성형부(221)(231) 쪽으로 낮아지는 산정각도) 로 형성한 것을 특징으로 한다.

도4 는 본 발명의 다이스로 생산된 볼트의 측면도이고, 도7a 내지 7b 는 도4 의 "C" 내지 "D" 부분 확대도이다.

이에 도시된 바와같이 상기의 심음측과 너트체결측의 나사산 산정이 기존의 산정 높이에서 소정의 산정각도(α)로 커팅되어 그 높이가 낮아지면 이러한 다이스로 동시 롤링가공되는 일정 토르크가 필요한 풀림방지용 볼트(100)의 산골은 그만큼 반대로 비스듬히 경사지는 산골각도(β)로 높아지게 된다.

즉, 이러한 볼트(100)의 심음측 체결부(120)를 심음측에 체결하거나 또는 너트체결부(130)에 너트(400)를 체결하면 볼트(100) 나사산의 산골은 비스듬히 경사져 높아진 높이만큼 심음측 나사산이나 너트(400)의 나사산 산정과의 사이에 중첩부위(500)가 발생되며, 완전나사부(122)(132)의 산골각도(β)와 불완전나사부(121)(131)의 산골각도(β)는 모두 불완전나사부(121)(131)쪽에서 완전나사부(122)(132)쪽을 향하여 비스듬히 낮아지는 경사 각도를 이루게 된다.

상기 중첩부위(500)는 볼트(100)의 나사산과 너트(400)의 나사산이 접촉할 때 체적이 변화하게 되는 부분이며, 본 발명의 다이스로 제조할 때 산정각도(α)에 의해 형성된다.

여기서, 상기 심음측 성형다이스(220a)(220b) 및 너트체결측 성형다이스(230a)(230b)의 반대로 대향되어 경사진 나사산 산정각도(α)는 양측 모두 1~10˚의 범위 내로 비스듬히 내려가도록 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 산정각도(α)가 1˚보다 적을 경우에는 동시 롤링 성형된 일정 토르크가 필요한 풀림방지용 볼트(100)의 산골을 이루는 양쪽 모서리중 진입부 쪽 모서리의 구경보다 안쪽 모서리의 구경이 더 크게 형성된다.

이러한 경우는 경사방향이 반대로 형성되므로 체결시 요구되는 토르크(TORQUE)가 풀림시 요구되는 토르크(TORQUE) 보다 크게 되어 진동에 의해 볼트가 느슨하게 되므로 풀림방지 기능이 발휘되지 못하게 된다.

그리고 산정각도가 10˚보다 클 경우에는 동시 롤링 성형된 일정 토르크가 필요한 풀림방지용 볼트(100)의 산골중 진입부쪽 모서리의 구경이 더 커져서 심음측 체결부(120)를 체결할 때 또는 너트체결부(130)에 너트를 체결할 때 부하가 많이 걸려서 힘이 들게 된다.

즉, 풀림시 요구되는 토르크가 과다하게 증가하여 풀림방지 기능 자체만으로는 효과가 있으나, 롤링시 피가공체인 볼트 소재의 체적 이동이 너무 많이 되고 너트(400)에 체결되는 과정에서 과다한 간섭을 받게 되어 볼트(100) 내부의 과다한 내부응력과 피로에 의하여 볼트(100)가 부러질 가능성이 증폭되는 등 안정적인 제품을 기대할 수 없다.

도8a 와 8b 는 본 발명의 다이스로 생산된 풀림방지용 볼트의 너트체결부와 너트가 체결되었을 때 너트체결부의 나사산 일 부위가 소성변형되기 전 상태와 소성 변형된 후의 상태를 보인 확대도이다.

이러한 본 발명의 심음측 성형다이스(220a)(220b) 및 너트체결측 성형다이스(230a)(230b)로 롤링 가공된 볼트(100)는 산골부에 1~10˚의 산골각도(β)가 있고, 너트(400)와의 조립시 이 산골각도(β) 부위는 너트(400)의 나사산과 사이에 중첩부위(500)를 유발하므로 결국 너트(400)와 억지 끼워 맞춤되면서 상대물간에 마찰이 발생되고, 도8b 와 같이 그 중첩부위(500)의 접촉량 체적 일부가 나사산의 틈새(600)로 이동하면서 조여주는 역할을 한다.

즉, 일례로 초입 1~2산 골경은 일반 나사제품과 같이 정상골경으로 되어 있 으나, 3산 이후의 골경은 일반 나사의 65% 산정으로 이루어지고 나머지 35% 산정은 메워진 구조로 된 경우 체결시 35% 산정을 메우고 있는 부분의 체적이 틈새부분으로 이동되어 채워지면서 단단하게 체결되며, 이러한 3산 이후의 체결은 소성변형에 의한 체결이므로 수동체결하기는 힘들고 대부분 자동라인에서 기계적 힘을 이용해 체결한다.

따라서, 체결이 완료된 볼트(100)는 상기와 같은 소성변형에 의한 체적 이동의 작용에 의해 어느 정도의 토르크(TORQUE)에도 풀리지 않는 성질을 갖는다. 즉, 풀림시 필요한 토르크가 체결에 필요한 토르크보다 크게 작용하므로 풀림방지가 매우 양호하게 되는 것이다.

여기서 본 발명은 상기 심음측 성형다이스(220a)(220b)와 너트체결측 성형다이스(230a)(230b)를 구성할 때, 고정다이스(2000)로 구비되는 심음측 성형다이스(220a) 및 너트체결측 성형다이스(230a)를 한 몸체에 일체형으로 형성하고, 이동다이스(3000)로 구비되는 심음측 성형다이스(220b) 및 너트체결측 성형다이스(230b)를 한 몸체에 일체형으로 함께 형성할 수도 있다.

이러한 본 발명의 동시롤링다이스를 제조하는 방법을 공정에 따라 설명하면 다음과 같다.

(제1공정)(다이스소재 준비공정)

다이스 원재료를 1벌의 심음측 성형다이스용 소재와 1벌의 너트체결측 성형다이스용 소재의 크기로 절단한다.

그 후 상기 절단된 각 다이스 소재는 육면의 직각도를 맞춰 연마하고, 상하부에는 볼트(100)의 나사산이 가공되지 않는 중앙부(101)를 수용하기 위한 홈부(240)를 가공하여 심음측 성형다이스용 소재와 너트체결측 성형다이스용 소재를 준비하는 공정을 행한다.

(제2공정)(기본산형의 나사산 연삭공정)

상기 준비된 심음측 성형다이스용 소재와 너트체결측 성형다이스용 소재의 일면에는 각각 불완전나사부성형부(221)(231)와 완전나사부성형부(222)(232)의 나사산 산형을 연이어 연삭 가공한다.

(제3공정)(산정각도 절삭공정)

상기 연삭 가공된 심음측 성형다이스용 소재와 너트체결측 성형다이스용 소재는 각각 완전나사부성형부(222)(232)의 나사산 산정과 불완전나사부성형부(221)(231)의 나사산 산정을 커터날이 1~10˚의 경사각을 이루는 커터로 절삭 가공하여 완전나사부성형부(222)(232)와 불완전나사부성형부(221)(231)의 산정각도(α)가 모두 1~10˚인 심음측 성형다이스(220a)(220b)와 너트체결측 성형다이스(230a)(230b)를 제공한다.

이때 완전나사부성형부(222)(232)의 나사산 산정에 비해 불완전나사부성형부(221)(231)의 나사산 산정을 높게 하여 1~10˚의 테이퍼 각도를 유지하도록 절삭 가공한다.

이렇게 하면 일정 토르크가 필요한 풀림방지용 볼트(100)의 나사산을 롤링 가공하였을 때 완전나사부성형부(222)(232)에 의해 가공되는 완전나사부(122)(132) 의 산정 보다 불완전나사부성형부(221)(231)에 의해 가공되는 불완전나사부(121)(131)의 산정 높이가 1~10˚의 테이퍼 각도를 이루면서 더 낮게 형성될 수 있으며, 불완전나사부(121)(131)의 구경이 완전나사부(122)(132)의 구경보다 작아지므로 심음측 및 너트(400)와의 초기 체결이 용이하게 된다.

이와 같이 하면 심음측 성형다이스(220a)(220b)와 너트체결측 성형다이스(230a)(230b)에 형성된 완전나사부성형부(222)(232)의 산정은 볼트(100)의 완전나사부(122)(132) 산골을 1~10˚의 산골각도(β)로 롤링 가공하여 주고, 불완전나사부성형부(221)(231)의 산정은 볼트(100)의 불완전나사부(121)(131) 산골을 1~10˚의 산골각도(β)로 롤링 가공하여 준다.

(제4공정)나사산 모서리부 면취공정

상기 단계에서 제공된 심음측 성형다이스(220a)(220b)와 너트체결측 성형다이스(230a)(230b)는 각각의 완전나사부성형부(222)(232)와 불완전나사부성형부(221)(231)의 1~10˚의 산정각도(α)로 경사진 나사산 산정의 양쪽 모서리부를 면취하여 그 날카로움을 없애 준다.

(제5공정)마무리공정

상기 나사산 모서리부 면취가 끝난 심음측 성형다이스(220a)(220b)와 너트체결측 성형다이스(230a)(230b)는 통상의 롤링다이스를 만들때 처럼 마무리공정을 행한다.

상기 마무리공정은 다이스의 강도를 높이기 위한 열치리공정, 나사산의 전면(표면) 경도를 향상시키기 위한 쇼트 피닝(shot peening)공정, 롤링소재의 미끌 림 방지를 위한 기능과 정밀도 향상을 위해 고정다이스로 장착되는 심음측 성형다이스와 너트체결측 성형다이스에 행하는 호닝(honing)공정을 포함한다.

상기와 같이 제조되는 본 발명의 심음측 성형다이스와 너트체결측 다이스 한벌을 롤링머신에 장착하여 사용하는 방법을 단계별로 설명하면 다음과 같다.

(제1단계) 성형다이스 구비단계

나사산 방향은 모두 같은 방향이고, 나사산 산정각도(α)가 진입부를 향하여 비스듬히 내려가도록 1~10˚로 커팅된 불완전나사부성형부(221) 및 완전나사부성형부(222)가 양단에 구비된 심음측 성형다이스(220a)(220b) 한벌과;

나사산 방향은 모두 같은 방향이고, 나사산 산정각도(α)가 진입부를 향하여 비스듬히 내려가도록 1~10˚로 커팅된 불완전나사부성형부(231) 및 완전나사부성형부(232)가 양단에 구비된 너트체결측 성형다이스(230a)(230b) 한벌; 을 구비하는 제1단계를 행한다.

(제2단계) 고정다이스와 이동다이스의 장착단계

상기 하나의 심음측 성형다이스(220a)와 너트체결측 성형다이스(230a)는 서로의 완전나사부성형부(222)(232)가 서로 맞닿도록 적층시킨 상태에서 롤링머신의 고정다이스(2000)로 장착한다.

그리고, 다른 하나의 심음측 성형다이스(220b)와 너트체결측 성형다이스(230b) 또한 서로의 완전나사부성형부(222)(232)가 서로 맞닿도록 적층시킨 상태에서 롤링머신의 이동다이스(3000)로 롤링머신에 장착하는 제2단계를 행한다.

이와 같이 장착하면 고정다이스(2000)로 장착된 심음측 성형다이스(220a)의 산정각도(α)와 너트체결측 성형다이스(230a)의 산정각도(α) 및 이동다이스(300)로 장착된 심음측 성형다이스(220b)의 산정각도(α)와 너트체결측 성형다이스(230b)의 산정각도(α)는 서로 반대방향으로 대향된 상태를 이루게 된다.

그러한 상태에서 풀림방지용의 볼트(100) 소재를 상기 롤링머신에 연속 공급하여 롤링작업하면 상기 1대의 롤링머신에서 1회의 롤링작업에 심음측 체결부(120)와 너트체결부(130)가 동시에 가공되는 것이다.

이러한 본 발명은 심음측 성형다이스 소재와 너트체결측 성형다이스 소재의 일 표면에 완전나사부성형부와 불완전나사부성형부의 나사산 산형을 연이어 형성할 때 연삭 가공하므로 나사면의 조도가 우수하다.

그리고, 각 나사산의 산정은 소정 각도로 형성할 때 절삭방법을 적용하므로서 연삭만으로 할 수 없는 나사산형의 특수 형상을 가공하기가 용이하므로 작업성과 생산성이 좋다고 할 수 있다.

특히 심음측 체결부와 너트체결부의 나사방향은 같게 하면서 산정각도는 양쪽이 반대 방향을 이루도록 풀림방지용 볼트의 심음측과 너트체결측의 완전나사부와 불완전나사부를 1회의 롤링 작업만으로 모두 성형할 수 있으므로 종래 2회의 롤링방법으로 생산하는 것에 비하여 2배의 생산량 증대 효과가 있다.

그리고 롤링머신 1대에서 모든 작업이 이루어지므로 종래의 롤링기 2대로 1 품목을 생산하던 체계를 롤링기 1대로 1품목 생산체계가 가능함에 따라 생산 설비를 갖추기 위한 비용절감과 아울러 작업 현장의 효율적 활용이 가능한 효과가 있다.

또한 종래처럼 볼트의 양단을 번갈아 가면서 롤링하기 위해 제품을 거꾸로 돌려주어야 하는 변경작업이 필요 없고, 작업 전 설비의 예비가동 및 금형세팅시간(2기계 2세트금형을 1기계 2세트금형으로 세팅하는 시간)을 줄일 수 있으므로 작업성이 좋아 이로 인한 생산성 향상의 효과도 있다.

따라서 본 발명은 상당한 원가절감과 아울러 제품의 질을 향상시킬 수 있으므로 가격과 품질 경쟁력을 모두 높일 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

불완전나사부(121)와 완전나사부(122)를 구비한 심음측 체결부(120) 및 불완전나사부(131)와 완전나사부(132)를 구비한 너트체결부(130)가 양단에 구비되는 일정 토르크가 필요한 풀림방지 볼트(100)를 성형하기 위한 동시 롤링다이스를 구성함에 있어서,

같은 방향의 나사산으로 된 불완전나사부성형부(221)와 완전나사부성형부(222)가 연이어 구비된 심음측 성형다이스(220a)(220b) 한벌과;

같은 방향의 나사산으로 된 불완전나사부성형부(231)와 완전나사부성형부(232)가 연이어 구비되는 너트체결측 성형다이스(230a)(230b) 한벌; 을 구비하되

양쪽 완전나사부성형부(122)(132)가 서로 맞닿도록 적층된 하나의 심음측 성형다이스(220a)와 너트체결측 성형다이스(230a)는 롤링머신의 고정다이스(2000)로,

양쪽 완전나사부(122)(132)가 서로 맞닿도록 적층된 다른 하나의 심음측 성형다이스(220b)와 너트체결측 성형다이스(230b)는 롤링머신의 이동다이스(3000)로

1대의 롤링머신에 장착됨을 특징으로 하는 일정 토르크가 필요한 풀림방지 볼트 제조용 동시 롤링다이스.
제1항에 있어서,

상기 한쌍의 심음측 성형다이스(220a)(220b)와 너트체결측 성형다이 스(230a)(230b)는,

심음측과 너트체결측의 나사산 산정이 서로 반대 방향으로 경사진 산정각도(α)로 형성한 것임을 특징으로 하는 일정 토르크가 필요한 풀림방지 볼트 제조용 동시 롤링다이스.
제2항에 있어서,

상기 심음측 성형다이스 및 너트체결측 성형다이스의 반대로 경사진 나사산 산정각도(α)는,

양측 모두 1~10˚범위 내의 산정각도로 형성한 것임을 특징으로 하는 일정 토르크가 필요한 풀림방지 볼트 제조용 동시 롤링다이스.
제2항에 있어서,

상기 심음측 성형다이스와 너트체결측 성형다이스는,

고정다이스(2000)로 구성되는 심음측 성형다이스(220a) 및 너트체결측 성형다이스(230a)를 한 몸체에 일체형으로 형성하고,

이동다이스(3000)로 구성되는 심음측 성형다이스(220b) 및 너트체결측 성형다이스(230b)를 한 몸체에 일체형으로 형성한 것

을 특징으로 하는 일정 토르크가 필요한 풀림방지 볼트 제조용 동시 롤링다 이스.
소정 크기로 절단된 다이스 소재의 육면을 직각도에 맞춰 연마하여 심음측 성형다이스용 소재 및 너트체결측 성형다이스용 소재로 준비하는 제1공정과;

상기 심음측 성형다이스용 소재 및 너트체결측 성형다이스용 소재의 일 표면에 불완전나사부성형부(221)(231) 및 완전나사부성형부(222)(232)를 연이어 연삭하여 심음측 성형다이스(220a)(220b)와 너트체결측 성형다이스(230a)(230b)를 만드는 제2공정과;

다이스의 강도를 높이기 위한 열처리, 나사산의 전면(표면) 경도를 향상시키기 위한 쇼트 피닝(shot peening), 롤링소재의 미끌림 방지 및 정밀도 향상을 위한 호닝(honing)을 마무리로 행하는 제5공정; 으로 풀림방지 볼트용 다이스를 제조함에 있어서,

상기 제2공정과 제5공정 사이에

심음측 성형다이스(220a)(220b)와 너트체결측 성형다이스(230a)(230b)에 형성된 불완전나사부성형부(221)(231)와 완전나사부성형부(222)(232)의 나사산산정이 1~10˚의 산정각도(α)를 이루도록 회전 커터(5000)로 절삭 가공하는 제3공정과;

상기 1~10˚의 산정각도(α)로 절삭된 심음측 성형다이스(220a)(220b) 및 너트체결측 성형다이스(230a)(230b)의 불완전나사부성형부(221)(231)와 완전나사부성형부(222)(232)의 나사산 산정 모서리부를 면취하는 제4공정;

을 구비한 것을 특징으로 하는 일정 토르크가 필요한 풀림방지 볼트 제조용 동시 롤링다이스의 제조방법.
일정 토르크가 필요한 풀림방지 볼트용 동시 롤링다이스를 롤링머신에 장착하는 사용방법에 있어서,

나사산 방향은 같은 방향이고 나사산 산정이 1~10˚의 산정각도(α)로 커팅된 불완전나사부성형부(221)(231) 및 완전나사부성형부(222)(232)가 한 몸체에 연이어 구비된 심음측 성형다이스(220a)(220b) 한벌과 너트체결측 성형다이스(230a)(230b) 한벌을 구비하는 제1단계와;

서로의 산정각도(α)가 대향되도록 완전나사부성형부(222)(232)가 서로 맞닿아 적층된 하나의 심음측 성형다이스(220a)와 너트체결측 성형다이스(230a)는 롤링머신의 고정다이스(2000)로 장착하고,

서로의 산정각도가 대향되도록 완전나사부성형부(222)(232)가 서로 맞닿아 적층된 다른 하나의 심음측 성형다이스(230b)와 너트체결측 성형다이스(230b)는 롤링머신의 이동다이스(3000)로 롤링머신에 장착하는 제2단계;

에 의하여 풀림방지용 볼트(100)의 심음측 체결부(120)와 너트체결부(130) 나사산이 1회 롤링에 동시 가공되게 한 것을 특징으로 하는 일정 토르크가 필요한 풀림방지 볼트 제조용 동시 롤링다이스의 사용방법.