KR20080039518A - 링형상부재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

소재의 중량에 대한 링형상부재의 중량의 비율인 수율과, 블랭크에 대한 링형상부재의 비율인 수율을 좋게 하여 코스트의 저감을 도모한다. 곡선부(3d)를 당초의 곡률반경보다도 큰 곡률반경이 되도록 넓힌 대곡선부(3d)와, 직선부(3b, 3c)에 곡선부(3d)의 곡률반경보다도 큰 곡률반경으로 원호 형상으로 만곡 형성한 팽출부(3E)를 갖는 반가공품(18)을 성형하고, 그런 후, 그 반가공품(18)을 원환상으로 성형하여 링형상부재(1)를 얻는다.

링형상부재, 곡률반경, 블랭크, 직선부, 곡선부, 반가공품

Description

링형상부재의 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING RING-SHAPED MEMBER}

본 발명은 링형상부재의 제조방법에 관한 것이다.

종래, 도 12에 나타내는 바와 같은 링형상부재(1)는 도 13(a), (b)에 나타내는 소정의 판 두께를 갖는 소재(2)로부터, 프레스장치에 의해서 복수개의 원환상(圓環狀)의 링형상부재(1)를 단열 또는 복수열로 천공하는 방법에 의해서 제조되고 있었다.

그런데, 상기 종래의 제조방법에서는 소재(2)의 중량에 대한 링형상부재(1)의 중량의 비율인 수율이 나쁘고, 링형상부재(1)의 코스트를 높이고 있었다.

그 이유는 링형상부재(1)에 대한 스켈레톤(S1) 및 슬래그(S2)의 비율이 높은 재료취득이 되기 때문이다. 또한, 상기 「스켈레톤」이란, 복수개의 링형상부재 (1)의 천공에 의해서 남는 프레임 형상의 스크랩이며, 또, 상기 「슬래그」란, 복수개의 링형상부재(1)의 천공시에 펀치로 천공 제거되는 복수의 스크랩이다.

그래서, 도 14(a), (b)에 나타내는 링형상부재의 성형방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조.).

상기 특허문헌 1에 기재되어 있는 링형상부재의 성형방법은 타원 링형상소재의 폭을, 그 변형을 방지하면서 연속으로 휘어서 원 형상으로 하는 공정과, 이 원 형상으로 한 소재를 진원(眞圓) 형상으로 하는 공정으로 이루어진다.

즉, 도 14(a)와 같이, 타원 링형상소재(100)의 짧은 지름 측의 한쪽의 폭을 슬라이딩 가능하게 대향 끼워 지지하는 회전ㆍ이동 자유로운 내부, 외부 롤(103, 104)과, 이동 자유로운 한 쌍의 휨 롤(105)을 설치하고, 화살표 F 또는 그 반대방향으로 내부, 외부 롤(103, 104)을 회전시키는 것으로, 타원 링형상소재(100)를 화살표 L 또는 그 반대방향으로 보내면서, 한 쌍의 휨 롤(105)을 화살표 G방향으로 밀어넣음으로써, 소재(100)의 직선부분을 순차 곡률 가공하여 원 형상으로 한 소재(101)를 성형한다.

다음으로, 도 14(b)와 같이, 내부 롤(103)에 큰 지름 내부 롤(106)을 동시 회전 가능하게 바깥에서 끼워 원 형상으로 한 소재(101)에 내부 접합시키고, 화살표 F 또는 그 반대방향으로 큰 지름 내부 롤(106)과 외부 롤(103, 104)을 회전시키는 것으로, 진원 형상으로 성형한 링형상부재(102)를 얻을 수 있다.

이와 같은 링형상부재의 성형방법에 따르면, 타원 링형상소재(100)로부터 원 형상의 소재(101)를 얻으므로, 진원 형상의 링형상부재(102)에 대한 스켈레톤 및 슬래그의 비율을 도 13에서 설명한 링형상부재(1)에 대한 스켈레톤(S1) 및 슬래그 (S2)의 비율보다도 낮게 억제한 재료취득을 가능하게 하고, 소재의 중량에 대한 링형상부재(102)의 중량의 비율인 수율을 좋게 하여, 링형상부재(102)의 코스트를 저감할 수 있다.

(특허문헌 1) 일본국 특개소 62-203633호 공보

그러나, 상기 특허문헌 1에 기재되어 있는 링형상부재의 성형방법에서는, 원 형상으로 한 소재(101)에 잔존하고 있는 작은 곡률반경의 곡선부(107)가 큰 지름 내부 롤(106)에 의한 화살표 K방향으로의 강한 압압력(押壓力)에 의해서 그 내측으로부터 넓혀지게 된다. 이와 같이, 작은 곡률반경의 곡선부(107)가 내측으로부터 넓혀지면, 곡선부(107)에 있어서의 곡률반경이 작은 지름 내부 영역에 큰 「스트레치」가 발생하여 살이 얇아지고, 응력이 집중하게 된다. 이로 인해, 원 형상으로 한 소재(101)가 진원 형상의 링형상부재(102)로 성형되는 과정에서, 곡선부(107)의 지름 내부 영역에 균열이 발생할 우려를 가지며, 이것이 타원 링형상소재(100)에 대한 진원 형상의 링형상부재(102)의 비율인 수율을 나쁘게 하고, 그 코스트를 높이고 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제를 해결하는 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 소재의 중량에 대한 링형상부재의 중량의 비율인 수율을 좋게 하고, 코스트를 저감할 수 있는 것이면서, 세로로 긴 환상(環狀)의 블랭크(상기 특허문헌 1에 기재한 타원 링 형상의 소재에 상당함)에 대한 링형상부재(상기 특허문헌 1에 기재한 진원 형상으로 성형된 링형상부재에 상당함)의 비율인 수율을 좋게 할 수 있는 링형상부재의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 세로로 긴 방향 양단에 곡선부를 갖는 세로로 긴 환상의 블랭크로부터 원환상의 링형상부재를 얻는 링형상부재의 제조방법에 있어서, 상기 세로로 긴 환상의 블랭크를, 상기 곡선부의 곡률반경보다도 큰 곡률반경이 되도록 넓힌 한 쌍의 대곡선부와, 상기 곡선부의 곡률반경보다도 큰 곡률반경으로 원호 형상으로 만곡된 한 쌍의 팽출부(膨出部)를 갖는 반가공품으로 성형하고, 그런 후, 그 반가공품을 원환상의 링형상부재로 성형하는 것에 특징을 갖는 것이다.

이와 같은 구성에 따르면, 세로로 긴 환상의 블랭크로부터 원환상의 링형상부재를 얻으므로, 링형상부재에 대한 스켈레톤 및 슬래그의 비율을 도 13에 나타내는 경우에 비교해서 낮게 억제한 재료취득이 가능하게 되어, 소재의 중량에 대한 링형상부재의 중량의 비율인 수율을 좋게 할 수 있다.

세로로 긴 환상의 블랭크를 원환상으로 성형하기 전에, 미리 곡선부의 곡률반경보다도 큰 곡률반경의 한 쌍의 대곡선부와, 곡선부의 곡률반경보다도 큰 곡률반경으로 원호 형상으로 만곡된 한 쌍의 팽출부를 갖는 반가공품으로 성형하고 나서, 그 반가공품을 원환상의 링형상부재로 성형하므로, 반가공품을 원환상으로 성형할 때에는 곡률반경이 큰 대곡선부 및 팽출부의 지름 내부 영역의 「스트레치」가 극력 억제되어, 지름 내부 영역의 살이 얇아지는 것을 피할 수 있고, 지름 내부 영역의 응력집중을 완화한다. 그 결과, 대곡선부 및 팽출부에 균열이 발생하지 않게 되어, 세로로 긴 환상의 블랭크에 대한 링형상부재의 비율인 수율을 좋게 할 수 있다.

또 본 발명은 세로로 긴 환상의 블랭크로부터 원환상의 링형상부재를 얻는 링형상부재의 제조방법에 있어서, 상기 세로로 긴 환상의 블랭크가 폭방향 양측에서 서로 대향하는 직선부와, 이들 직선부의 세로로 긴 방향의 양단부를 연속시키는 한 쌍의 곡선부를 구비하고 있으며, 상기 블랭크를, 상기 직선부를 폭방향 바깥쪽으로 넓혀서 상기 블랭크의 폭방향의 치수보다도 확대한 폭방향 치수의 블랭크로 성형하고, 이어서, 그 확대한 폭방향 치수의 블랭크를, 상기 곡선부를 당초의 곡률반경보다도 큰 곡률반경이 되도록 넓힌 한 쌍의 대곡선부와, 상기 직선부에 상기 곡선부의 곡률반경보다도 큰 곡률반경으로 원호 형상으로 만곡 형성한 한 쌍의 팽출부를 갖는 반가공품으로 성형하며, 그런 후, 그 반가공품을 원환상의 링형상부재로 성형하는 것에 특징을 갖는 것이다.

이와 같은 구성에 따르면, 세로로 긴 환상의 블랭크로부터 원환상의 링형상부재를 얻으므로, 링형상부재에 대한 스켈레톤 및 슬래그의 비율을 도 13에 나타내는 경우에 비교하여, 낮게 억제한 재료취득이 가능하게 되어, 소재의 중량에 대한 링형상부재의 중량의 비율인 수율을 좋게 할 수 있다.

또 세로로 긴 환상의 블랭크를 원환상으로 성형하기 전에, 우선 직선부를 폭방향 바깥쪽으로 넓혀서 상기 블랭크의 폭방향의 치수보다도 확대한 폭방향 치수의 블랭크로 성형하는 공정을 거치고 나서, 곡선부를 당초의 곡률반경보다도 큰 곡률반경이 되도록 넓힌 대곡선부와, 직선부에 곡선부의 곡률반경보다도 큰 곡률반경으로 원호 형상으로 만곡 형성한 팽출부를 갖는 반가공품으로 성형하는 공정으로 이동하므로, 반가공품의 성형공정시에는 곡선부에 있어서의 곡률반경이 작은 지름 내부 영역의 「스트레치」가 극력 억제되어, 지름 내부 영역의 살이 얇아지는 일이 없고, 지름 내부 영역에 응력이 집중하지 않게 되어, 곡선부에 균열을 발생시키는 일 없이, 곡선부를 곡률반경이 큰 대곡선부로 용이하게 성형할 수 있다.

이어서, 그와 같은 반가공품의 성형공정을 거친 다음에 원환상의 링형상부재로 성형하므로, 원환상의 링형상부재의 성형시에는 곡률반경이 큰 대곡선부 및 팽출부의 지름 내부 영역의 「스트레치」가 극력 억제되어, 지름 내부 영역을 얇은 살이 되는 것을 피할 수 있고, 지름 내부 영역의 응력집중을 완화한다. 그 결과, 대곡선부 및 팽출부에 균열이 발생하지 않게 되어, 세로로 긴 환상의 블랭크에 대한 링형상부재의 비율인 수율을 좋게 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 링형상부재에 대한 스켈레톤 및 슬래그의 비율을 낮게 억제한 재료취득에 의해서, 소재의 중량에 대한 링형상부재의 중량의 비율인 수율을 좋게 하여, 링형상부재의 코스트를 저감할 수 있다. 게다가, 세로로 긴 환상 블랭크의 곡선부에 있어서의 지름 내부 영역의 「스트레치」가 극력 억제되어, 지름 내부 영역의 살이 얇아지는 것을 피할 수 있어 지름 내부 영역에 응력이 집중하지 않게 되므로, 세로로 긴 환상 블랭크의 곡선부에 균열이 발생하지 않게 되어, 세로로 긴 환상의 블랭크에 대한 링형상부재의 비율인 수율을 좋게 할 수 있어 유리하다.

도 1은 소재로부터 블랭크를 천공하는 공정의 제 1 실시형태를 나타내는 평면도이다.

도 2는 도 1의 소재로부터 천공된 블랭크를 나타내는 확대 정면도이다.

도 3은 제 1 금형누름장치에 블랭크를 세트한 상태의 실시형태를 나타내는 평면도이다.

도 4는 제 1 금형누름장치에 의해서 변형된 블랭크가 성형된 상태의 실시형태를 나타내는 평면도이다.

도 5는 제 2 금형누름장치로 변형된 블랭크를 세트한 상태의 실시형태를 나 타내는 평면도이다.

도 6은 제 2 금형누름장치에 의해서 반가공품이 성형된 상태의 실시형태를 나타내는 평면도이다.

도 7은 제 3 금형누름장치에 반가공품을 세트한 상태의 실시형태를 나타내는 평면도이다.

도 8은 제 3 금형누름장치에 의해서 반가공품의 우반부(右半部)가 반원 형상으로 성형된 상태의 실시형태를 나타내는 평면도이다.

도 9는 제 3 금형누름장치에 의해서 반가공품이 링형상부재로 성형된 상태의 실시형태를 나타내는 평면도이다.

도 10은 블랭크의 제 2 실시형태를 나타내는 확대 정면도이다.

도 11은 소재로부터 블랭크를 천공하는 공정의 다른 실시형태를 나타내는 평면도이다.

도 12는 링형상부재의 한 예를 나타내는 정면도이다.

도 13은 소재로부터 블랭크를 천공하는 종래의 공정을 나타내는 평면도이며, 도 13(a)는 단열 천공을 나타내고, 도 13(b)는 병렬 천공을 나타내고 있다.

도 14는 특허문헌 1에 기재한 링형상부재의 성형방법의 설명도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 링형상부재 3: 세로로 긴 환상의 블랭크

3b, 3c: 직선부 3A: 확대한 폭방향 치수의 블랭크

3D: 대곡선부 3d: 곡선부

3E: 팽출부 18: 반가공품

이하, 본 발명에 관련되는 링형상부재의 제조방법의 바람직한 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 소정 판 두께의 소재(2)를 화살표 X로 나타내는 바와 같이 해당 소재(2)의 긴쪽 방향으로 보내면서, 프레스장치에 의해서 보내는 방향으로 소정의 간격(l)을 두고서 복수개의 세로로 긴 환상의 블랭크(3)를 직렬하여 천공한다. 또한, 소재(2)로서는 구리, 알루미늄, 철, 스테인리스 등의 금속제 봉재(棒材)를 압연 등으로 판상체로 한 것을 이용하거나, 또는 당초부터 판상체의 소재를 이용한다. 또, 세로로 긴 환상의 블랭크(3)는 판상체의 소재(2)를 천공하여 얻는 것에 대신해서 금속제 봉재를 절단, 천공 등의 프레스가공, 단조 등에 의해 얻을 수도 있다.

세로로 긴 환상의 블랭크(3)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 내측에 폭 치수 (w1)가 작은 세로로 긴 구멍(3a)을 사이에 두고 서로 대향하는 좌우 양측의 직선부 (3b, 3c)와, 이들 직선부(3b, 3c)의 세로로 긴 방향의 양단부를 연속시키는 한 쌍의 곡선부(3d)를 구비하고 있고, 이 세로로 긴 환상의 블랭크(3)를 도 3에 나타내는 바와 같이 제 1 금형누름장치(4)에 세트한다.

제 1 금형누름장치(4)는 이동판(5)과, 전후 한 쌍의 안내판(6)을 구비하고, 이동판(5)은 안내판(6)에 안내되어 도시하고 있지 않은 진퇴기구에 의해 좌우방향(화살표 X1, X2방향)으로 진퇴한다. 이동판(5)은 본체부(5a)와, 이 본체부(5a) 전 후방향의 양단부에 형성한 플랜지부(5b, 5b)를 구비하고, 플랜지부(5b, 5b)가 안내판(6)에 있어서의 상대에게 대향하는 측의 가장자리부(6a, 6a)의 하측에 슬라이딩 자유롭게 들어가 있으며, 본체부(5a)와 플랜지부(5b, 5b)의 경계에 형성되는 수직단차면(5c)이 안내판(6)에 있어서의 상대에게 대향하는 측의 단면(6b)에 슬라이딩 자유롭게 맞닿도록 배치되어 있다. 또, 이동판(5)에 있어서의 본체부(5a)의 중앙부에는 투영 평면 형상 선형(船形)의 내부금형(8-1)이 직선 X에 직교하는 직선 Y상에 있어서 상향으로 돌출 설치되어 있다. 이 내부금형(8-1)의 폭 치수(w2)는 블랭크(3)의 세로로 긴 구멍(3a)에 끼워 맞출 수 있도록 해당 세로로 긴 구멍(3a)의 폭 치수(w1)보다도 약간 작은 크기로 설정되어 있다.

제 1 금형누름장치(4)에 있어서의 안내판(6)에는 전후 한 쌍의 위치 결정 돌기(8-2)와, 전후 2쌍의 위치 결정 겸 변형 허용 돌기(9)를 설치하고 있다. 한 쌍의 위치 결정 돌기(8-2)는 후술하는 바와 같이, 제 1 금형누름장치(4)에 세로로 긴 환상의 블랭크(3)를 세트한 경우에, 세로로 긴 환상의 블랭크(3)가 화살표 Y1, Y2방향으로 이동하는 것을 방지하여, 세로로 긴 환상의 블랭크(3)를 적정한 위치에 위치 결정하기 위한 것으로, 상기 직선 X에 직교하는 상기 직선 Y상에서 서로 대향하여 직선 X를 사이에 두고서 대칭인 위치에 세워 설치되어 있으며, 그 대향 간격은 세로로 긴 환상의 블랭크(3)의 세트를 허용할 수 있도록 세로로 긴 환상의 블랭크(3)의 세로로 긴 방향의 치수보다도 약간 큰 값으로 설정되어 있다.

또, 전후 2쌍의 위치 결정 겸 변형 허용 돌기(9)는 후술하는 바와 같이, 제 1 금형누름장치(4)에 세로로 긴 환상의 블랭크(3)를 세트한 경우에, 세로로 긴 환 상의 블랭크(3)가 화살표 X1, X2방향으로 이동하는 것을 방지하여, 세로로 긴 환상의 블랭크(3)를 적정한 위치에 위치 결정하는 동시에, 내부금형(8-1)에 의한 세로로 긴 환상의 블랭크(3)의 변형을 허용하기 위한 것으로, 이동판(5)의 중심을 통과하는 직선 X와 직선 Y를 사이에 둔 대칭인 위치에 세워 설치되어 있으며, 직선 X방향의 대향 간격은 세로로 긴 환상의 블랭크(3)의 세트를 허용할 수 있도록 세로로 긴 환상의 블랭크(3)의 폭 방향의 치수보다도 약간 큰 값으로 설정되어 있다. 그리고 각 위치 결정 겸 변형 허용 돌기(9)는 직선 Y에 평행한 위치 결정면(9a)에 연속해서 원호 형상의 변형 허용면(9b)이 형성되어 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 세로로 긴 환상의 블랭크(3)가 제 1 금형누름장치(4)에 세트되면, 그 위쪽으로부터 이점쇄선으로 나타내는 상부금형(10)을 하강시킨다. 이에 따라, 안내판(6), 위치 결정 돌기(8-2) 및 위치 결정 겸 변형 허용 돌기(9) 각각의 상면은 상부금형(10))의 하면에서 압압되고, 블랭크(3)와 내부금형 (8-1)의 상면은 상부금형(10)의 하면에 대해서 극력 작은 간극(슬라이딩이 허용되는 작은 간극)을 통하여 대향해서 블랭크(3)의 휨을 방지한다.

이 상태에서 이동판(5)을 화살표 X2방향으로 이동시킨다. 이에 따라, 내부금형(8-1)은 세로로 긴 환상의 블랭크(3)의 우측 직선부(3c)를 그 내측으로부터 화살표 X2방향으로 압압 부세(付勢)해서 도 4에 나타내는 바와 같이 화살표 X2방향으로 눌러 구부리고, 이어서 이동판(5)을 화살표 X1방향으로 이동시킴으로써, 내부금형(8-1)은 세로로 긴 환상의 블랭크(3)의 좌측 직선부(3b, 도 3 참조)를 그 내측으로부터 화살표 X1방향으로 압압 부세해서 도 4에 나타내는 바와 같이 화살표 X1방 향으로 눌러 구부리며, 폭 방향의 치수가 도 3의 폭 방향의 치수보다도 확대되어 변형된 세로로 긴 환상의 블랭크(3A)를 성형한다. 이 성형의 과정에서, 도 3에 나타내는 세로로 긴 환상의 블랭크(3)에 있어서의 좌우 양측의 직선부(3b, 3c)의 확개(擴開) 변형은, 이들 직선부(3b, 3c)에 있어서의 곡선부(3d) 근처 부위의 폭 방향 외면이 2쌍의 위치 결정 겸 변형 허용 돌기(9) 각각의 원호 형상의 변형 허용면(9b)에 맞닿을 때까지 넓혀짐으로써 허용되는 동시에, 변형 허용면(9b)이 원호 형상으로 형성되어 있음으로써 확개 변형시에 있어서의 확개 변형부의 살이 얇아지는 것을 억제할 수 있다.

도 4에 나타내는 변형된 세로로 긴 환상의 블랭크(3A)는 다음의 공정에서 도 5에 나타내는 제 2 금형누름장치(11)에 세트된다.

제 2 금형누름장치(11)는 좌우 한 쌍의 성형 외부금형(12)과, 전후 한 쌍의 규제금형(13)을 구비하고, 성형 외부금형(12)은 안내홈(14)에 안내되어 도시하고 있지 않은 진퇴기구에 의해 베이스(15) 위를 좌우방향(화살표 X1, X2방향)으로 진퇴한다.

성형 외부금형(12)은 재치면(12a)과, 재치면(12a)으로부터 수직 상향으로 둘출하여 투영 평면 형상이 원호 형상으로 우묵해진 압압면(12b)을 구비하고, 이 압압면(12b)의 곡률반경은 변형된 세로로 긴 환상의 블랭크(3A)에 있어서의 곡선부(3d) 외주면의 곡률반경보다도 큰 값으로 설정하고 있다. 또, 규제금형(13)에는 상대에게 대향하는 측의 단면에 투영 평면 형상이 원호 형상으로 우묵해진 규제면(13a)을 형성하고 있다. 또한, 베이스(15)의 중앙부 상면으로부터 위쪽으로 돌 출하여 투영 평면 형상 선형의 유지 내부금형(16)이 직선 X방향으로 연장되어 설치되고, 이 유지 내부금형(16)의 폭 치수는 변형된 세로로 긴 환상의 블랭크(3A)의 세로로 긴 구멍(3e)에 끼워 맞출 수 있도록, 해당 세로로 긴 구멍(3e)의 폭 치수보다도 약간 작은 치수로 설정되어 있다. 또, 유지 내부금형(16)의 직선 X상의 양단부에는 원호 형상의 유지면(16a)이 수직으로 설치되고, 이들 유지면(16a)과 그 근처의 하측에는 노치부(16b)를 설치하고 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 변형된 세로로 긴 환상의 블랭크(3A)에 있어서의 직선부(3b, 3c)에서 유지 내부금형(16)을 사이에 두고, 또한 해당 블랭크(3A)의 곡선부(3d) 및 그 근처를 성형 외부금형(12)의 재치면(12a)에 재치한 상태에서, 세로로 긴 환상의 블랭크(3A)가 제 2 금형누름장치(11)에 세트되면, 그 위쪽으로부터 이점쇄선으로 나타내는 상부금형(17)을 하강시킨다. 이에 따라, 규제금형(13)과 유지 내부금형(16)의 상면은 상부금형(17)의 하면에서 압압되고, 세로로 긴 환상의 블랭크(3A)와 성형 외부금형(12)의 상면은 상부금형(17)의 하면에 대해서 극력 작은 간극(슬라이딩이 허용되는 작은 간극)을 통하여 대향해서 블랭크(3A)의 휨을 방지한다.

이 상태에서, 성형 외부금형(12)을 화살표 X1, X2방향으로 이동시킨다. 이에 따라, 성형 외부금형(12)의 압압면(12b)은 변형된 세로로 긴 환상의 블랭크(3A)의 곡선부(3d)의 외측을 상대측의 곡선부(3d)를 향해서 압압 부세한다. 이때, 성형 외부금형(12)의 재치면(12a)은 유지 내부금형(16)의 노치부(16b)에 진입한다. 따라서, 양 곡선부(3d)는 도 6에 나타내는 바와 같이, 그 지름 내면이 유지 내부금 형(16)의 원호 형상의 유지면(16a)에 의해 조금 넓혀져서 화살표 X1, X2방향으로의 이동이 규제된 위치 결정 상태에서, 곡률반경이 큰 지름 외면이 성형 외부금형(12)의 원호 형상으로 우묵해진 압압면(12b)에 의해 외측으로부터 내향(內向)으로 압압됨으로써, 해당 압압면(12b)을 따라서 변형하고, 이에 따라 곡선부(3d)의 곡률반경보다도 큰 곡률반경의 대곡선부(3d)가 성형되며, 이 대곡선부(3d)의 지름 외부 영역에 「스트레치」가 발생하여, 지름 내부 영역의 「스트레치」가 극력 억제되고, 지름 내부 영역의 살이 얇아지는 것을 피할 수 있을 뿐만 아니라, 오히려 대곡선부(3d)를 후육화(厚肉化)하는 재료의 흐름이 발생하여, 지름 내부 영역의 응력집중을 완화한다. 그 결과, 양 곡선부(3d)에 균열을 발생시키는 일 없이, 양 곡선부(3d)를 당초의 곡률반경보다도 큰 곡률반경으로 링형상부재(1)의 제조에 유리한 대곡선부(3d)로 성형할 수 있으므로, 세로로 긴 환상의 블랭크(3A)에 대한 링형상부재(1)의 비율인 수율을 좋게 할 수 있다.

양 곡선부(3d)의 곡률반경보다도 큰 곡률반경의 대곡선부(3d)에 성형되는 과정에서 도 5에 나타내는 변형된 세로로 긴 환상의 블랭크(3A)에 있어서의 직선부 (3b, 3c)는 화살표 Y1, Y2방향으로 확개되고, 도 6에 나타내는 바와 같이, 그 중앙부에 곡선부(3d)의 당초의 곡률반경보다도 큰 곡률반경으로 원호 형상으로 만곡된 한 쌍의 팽출부(3E)가 형성되며, 이들 팽출부(3E)의 외면이 규제금형(13)의 원호 형상으로 우묵해진 규제면(13a)에 맞닿음으로써, 변형된 세로로 긴 환상의 블랭크 (3A, 도 5 참조)가 화살표 Y1, Y2방향으로 과잉으로 확개되는 것을 규제하고, 한 쌍의 큰 곡률반경의 대곡선부(3d)와, 한 쌍의 큰 곡률반경에서 원호 형상으로 만곡 된 팽출부(3E)를 가지며, 이들 대곡선부(3d)와 팽출부(3E)가 4개의 짧은 직선부 (3F)를 통하여 서로 연속한 반가공품(18)이 성형된다.

도 6에 나타내는 반가공품(18)은 추가로 다음의 공정에서 도 7에 나타내는 제 3 금형누름장치(19)에 세트된다.

제 3 금형누름장치(19)는 베이스(20)와, 이 베이스(20)의 상면을 높이 방향의 간격을 두고서 막는 상판(21)을 가지며, 베이스(20)에는 그 중심을 통과하는 직선 X상에 안내홈(22)이 설치되고, 이 안내홈(22)에 화살표 X1, X2방향으로 진퇴 자유롭게 이동판(23)이 끼워 맞춰져 있다. 이 이동판(23)은 도시하고 있지 않은 진퇴기구에 의해서 화살표 X1, X2방향으로 진퇴한다. 이동판(23)의 상면은 베이스 (20)의 상면과 면일치로 되어 있으며, 그 중앙부에는 투영 평면 형상이 타원형인 마무리 내부금형(24)이 베이스(20)의 중심을 통과해서 직선 X에 직교하는 직선 Y상에 있어서 상향으로 돌출 설치되어 있다. 이 마무리 내부금형(24)은 상판(21)에 형성되어 있는 대략 진원형의 창부(窓部, 25)에 면하고 있으며, 해당 창부(25)의 내주면은 외부금형으로서 기능한다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 반가공품(18)이 제 3 금형누름장치(19)에 세트되면, 그 위쪽으로부터 이점쇄선으로 나타내는 상부금형(26)을 하강시킨다. 이에 따라, 상판(21)의 상면은 상부금형(26)의 하면에 압압되고, 반가공품(18)과 마무리 내부금형(24)의 상면은 상부금형(26)의 하면에 대해서 극력 작은 간극(슬라이딩이 허용되는 작은 간극)을 통하여 대향해서 반가공품(18)의 휨을 방지한다.

이 상태에서 이동판(23)을 화살표 X2방향으로 이동시킨다. 이에 따라, 마무 리 내부금형(24)은 반가공품(18)의 우반부를 그 내측으로부터 화살표 X2방향으로 압압 부세해서 도 8에 나타내는 바와 같이 우반부의 외주면을 대략 진원형의 창부 (25)에 있어서의 우반부의 내주면으로 압박하여 반가공품(18)의 우반부를 반원형으로 성형한다. 계속해서, 이동판(23)을 화살표 X1방향으로 이동시킨다. 이에 따라, 마무리 내부금형(24)은 반가공품(18)의 좌반부를 그 내측으로부터 화살표 X1방향으로 압압 부세해서 도 9에 나타내는 바와 같이 좌반부의 외주면을 대략 진원형의 창부(25)에 있어서의 좌반부의 내주면으로 압박하여 반가공품(18)의 좌반부를 반원형으로 성형함으로써, 도 9 및 도 12에 나타내는 원환상의 링형상부재(1)가 제조된다. 이와 같이 반가공품(18)을 원환상의 링형상부재(1)로 성형할 때에는 곡률반경이 큰 대곡선부(3d) 및 팽출부(3E)의 지름 내부 영역의 「스트레치」가 극력 억제되어 지름 내부 영역의 살이 얇아지는 것을 피할 수 있고, 지름 내부 영역의 응력집중을 완화한다. 그 결과, 대곡선부(3d) 및 팽출부(3E)에 균열이 발생하지 않는다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 도 1에 나타내는 소재(2)로부터 복수개의 세로로 긴 환상의 블랭크(3)를 천공하고, 이들 세로로 긴 환상의 블랭크(3)를 제 1∼제 3 금형누름장치(4, 11, 19)에 의해 넓혀서 원환상으로 성형하는 것으로, 도 9 및 도 12에 나타내는 링형상부재(1)가 제조된다. 따라서, 링형상부재(1)에 대한 도 1의 스켈레톤(S1) 및 슬래그(S2)의 비율을, 도 13에서 설명한 링형상부재(1)에 대한 스켈레톤(S1) 및 슬래그(S2)의 비율보다도 낮게 억제한 재료취득에 의해서 소재(2)의 중량에 대한 링형상부재(1)의 중량의 비율인 수율을 좋게 하여, 링형상부 재(1)의 코스트를 저감할 수 있다.

또, 제 2 금형누름장치(11)에 의해서 변형된 세로로 긴 환상의 블랭크(3A)에 있어서의 한 쌍의 곡선부(3d)의 외측을 성형 외부금형(12)의 원호 형상으로 우묵해진 압압면(12b)에 의해서 상대측의 곡선부(3d)를 향하여 압압 부세하는 것으로, 각 곡선부(3d)는 그 지름 내면이 유지 내부금형(16)의 원호 형상의 유지면(16a)에 의해 조금 넓혀져서 화살표 X1, X2방향으로의 이동이 규제된 위치 결정상태에서, 그 지름 외면이 성형 외부금형(12)의 원호 형상으로 우묵해진 압압면(12b)에 의해 외측으로부터 내향으로 압압됨으로써, 해당 압압면(12b)을 따라서 변형하여 곡률반경이 큰 대곡선부(3d)가 성형되게 되므로, 곡률반경이 큰 지름 외부 영역의 「스트레치」가 극력 억제되고, 지름 내부 영역의 살이 얇아지는 것을 피할 수 있을 뿐만 아니라, 오히려 대곡선부(3d)를 후육화하는 재료의 흐름이 발생하여, 지름 내부 영역의 응력집중을 완화한다. 그 결과, 곡선부(3d)에 균열을 발생시키는 일 없이, 양 곡선부(3d)를 큰 곡률반경으로 링형상부재(1)의 제조에 유리한 대곡선부(3d)로 성형할 수 있으므로, 세로로 긴 환상의 블랭크(3A)에 대한 링형상부재(1)의 비율인 수율을 좋게 하여, 링형상부재(1)의 코스트를 저감할 수 있다.

상기 실시형태에서는 도 2에 나타내는 바와 같이, 세로로 긴 구멍(3a)의 폭 치수(w1)가 작은 세로로 긴 환상의 블랭크(3)를 천공하고, 이 블랭크(3)를 넓히는 것으로 링형상부재(1)를 제조하고 있는데, 도 10에 나타내는 바와 같이, 폭 치수(w3)가 상기 도 2의 폭 치수(w1)보다도 충분하게 큰 타원형의 세로로 긴 구멍(27a)을 갖는 세로로 긴 환상의 블랭크(27)를 천공하고, 이 블랭크(27)를 상기 실시형태와 같은 순서로 넓혀서 링형상부재(1)를 성형할 수도 있다. 이 경우에 있어서도, 상기 실시형태와 똑같이, 세로로 긴 환상의 블랭크(27)에 대한 링형상부재(1)의 비율인 수율을 좋게 하여, 링형상부재(1)의 코스트를 저감할 수 있다.

또, 소정 폭의 소재(2)로부터 복수개의 세로로 긴 환상의 블랭크(3, 27)를 천공할 때에, 도 11(a), (b)에 나타내는 바와 같이, 소재(2)의 폭 방향 양 단면 (2a)을 활용하여, 세로로 긴 환상의 블랭크(3, 27)에 있어서의 직선부(3b, 3c)의 바깥 단면을 형성하고, 또한 프레스장치에 의한 소재(2)의 전단(剪斷)에 의해서, 한 쌍의 직선부(3b, 3c)를 서로 연속시키는 한 쌍의 곡선부(3d)를 긴쪽 방향의 양단부에 형성할 수 있다. 이에 따라, 세로로 긴 환상의 블랭크(3, 27)에 대한 스크랩의 비율을 최저한으로 억제한 재료취득이 가능하게 된다. 즉, 상기 스크랩이 세로로 긴 구멍(3a) 또는 타원형의 세로로 긴 구멍(27a)의 천공시에, 펀치로 천공하여 제거되는 슬래그(S1)와, 도 11(a), (b)에 있어서 빗금선으로 나타내는 바와 같이, 긴쪽 방향으로 배열해서 소재(2)로부터 잘라 내어지는 세로로 긴 환상의 블랭크(3)끼리 또는 블랭크(27)끼리의 사이에 존재하는 북(drum) 형상의 단판부(2x)에 삭감된다. 그 결과, 소재(2)의 중량에 대한 링형상부재(1)의 중량의 비율인 수율을 더욱 한층 좋게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 링형상부재의 제조방법은 이하의 점에 있어서도 특징을 갖는 것이다.

세로로 긴 환상의 블랭크(3)를, 그 세로로 긴 방향 양단부의 곡선부(3d)를 상대측을 향하여 외측으로부터 압압하여 원환상으로 성형한다. 이와 같이 하는 것 으로, 링형상부재(1)에 대한 스켈레톤 및 슬래그의 비율을 낮게 억제한 재료취득이 가능하게 되어, 소재의 중량에 대한 링형상부재(1)의 중량의 비율인 수율을 좋게 할 수 있다. 또, 세로로 긴 방향 양단부의 곡선부(3d)를 상대측을 향하여 외측으로부터 압압함으로써, 이들 곡선부(3d)에 있어서의 곡률반경이 작은 지름 내부 영역의 「스트레치」가 극력 억제되어, 지름 내부 영역의 박육화를 피할 수 있을 뿐만 아니라, 오히려 곡선부(3d)를 후육화하는 재료의 흐름이 발생하여, 지름 내부 영역의 응력집중을 완화한다. 그 결과, 곡선부(3d)에 균열이 발생하지 않게 되어, 세로로 긴 환상의 블랭크(3)에 대한 링형상부재(1)의 비율인 수율을 좋게 할 수 있다.

또, 세로로 긴 환상의 블랭크(3)를 내부금형(16, 24)과 외부금형(12, 25)을 구비한 금형누름장치(11, 19)에 의해서 원환상으로 성형하는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 고품질의 링형상부재(1)를 능률 좋게 제조하여 코스트다운을 도모할 수 있다.

또한, 세로로 긴 환상의 블랭크(3)가 그 내측에 세로로 긴 구멍(3a)을 갖고서 폭 방향 양측에서 서로 대향하는 직선부(3b, 3c)와, 이들 직선부(3b, 3c)의 세로로 긴 방향의 양단부를 연속시키는 곡선부(3d)를 구비하고, 세로로 긴 구멍(3a)에 끼워 맞춘 내부금형(8-1)에 의한 직선부(3b, 3c)로의 압압 부세로 세로로 긴 환상의 블랭크(3)의 폭 방향의 치수를 확대한 후에, 이 폭 방향의 치수가 확대된 세로로 긴 구멍(3a)에 유지 내부금형(16)을 끼워 맞춘 상태에서, 곡선부(3d)의 외측을 성형 외부금형(12)으로 상대측의 곡선부(3d)를 향해서 압압 부세해서, 이들 곡 선부(3d)를 큰 곡률반경의 대곡선부(3d)에 넓히는 것이 바람직하다.

이와 같이, 세로로 긴 구멍(3a)에 끼워 맞춘 내부금형(8-1)에 의해 세로로 긴 환상의 블랭크(3)의 폭 방향의 치수를 확대한 후에, 폭 방향의 치수가 확대된 세로로 긴 구멍(3a)에 유지 내부금형(16)을 끼워 맞춘 상태에서, 성형 외부금형 (12)으로 곡선부(3d)의 외측을 상대측의 곡선부(3d)를 향해서 압압 부세함으로써, 이들 곡선부(3d)는 유지 내부금형(16)에 의해 상대측의 곡선부(3d)로의 이동이 규제되어 위치 결정된 상태에서, 성형 외부금형(12)에 의해 외측으로부터 내향으로 압압되게 되므로, 이들 곡선부(3d)에 있어서의 곡률반경이 작은 지름 내부 영역의 「스트레치」가 극력 억제되어, 지름 내부 영역의 살이 얇아지는 것을 피할 수 있고, 지름 내부 영역에 응력이 집중하지 않게 되어, 곡선부(3d)에 균열을 발생시키는 일 없이, 양 곡선부(3d)를 큰 곡률반경의 대곡선부(3d)로 용이하게 성형할 수 있다.

본 발명에 따르면, 링형상부재에 대한 스켈레톤 및 슬래그의 비율을 낮게 억제한 재료취득에 의해서, 소재의 중량에 대한 링형상부재의 중량의 비율인 수율을 좋게 하여, 링형상부재의 코스트를 저감할 수 있다. 게다가, 세로로 긴 환상 블랭크의 곡선부에 있어서의 지름 내부 영역의 「스트레치」가 극력 억제되어, 지름 내부 영역의 살이 얇아지는 것을 피할 수 있어 지름 내부 영역에 응력이 집중하지 않게 되므로, 세로로 긴 환상 블랭크의 곡선부에 균열이 발생하지 않게 되어, 세로로 긴 환상의 블랭크에 대한 링형상부재의 비율인 수율을 좋게 할 수 있어 유리하다.

Claims (2)

1. 세로로 긴 방향 양단에 곡선부를 갖는 세로로 긴 환상의 블랭크로부터 원환상의 링형상부재를 얻는 링형상부재의 제조방법에 있어서,

   상기 세로로 긴 환상의 블랭크를, 상기 곡선부의 곡률반경보다도 큰 곡률반경이 되도록 넓힌 한 쌍의 대곡선부와, 상기 곡선부의 곡률반경보다도 큰 곡률반경으로 원호 형상으로 만곡된 한 쌍의 팽출부를 갖는 반가공품으로 성형하며, 그런 후, 그 반가공품을 원환상의 링형상부재로 성형하는 것을 특징으로 하는 링형상부재의 제조방법.
2. 세로로 긴 환상의 블랭크로부터 원환상의 링형상부재를 얻는 링형상부재의 제조방법에 있어서,

   상기 세로로 긴 환상의 블랭크가 폭 방향 양측에서 서로 대향하는 직선부와, 이들 직선부의 세로로 긴 방향의 양단부를 연속시키는 한 쌍의 곡선부를 구비하고 있으며,

   상기 블랭크를, 상기 직선부를 폭 방향 바깥쪽으로 넓혀서 상기 블랭크의 폭 방향의 치수보다도 확대한 폭 방향 치수의 블랭크로 성형하고, 이어서 그 확대한 폭 방향 치수의 블랭크를, 상기 곡선부를 당초의 곡률반경보다도 큰 곡률반경이 되도록 넓힌 한 쌍의 대곡선부와, 상기 직선부에 상기 곡선부의 곡률반경보다도 큰 곡률반경으로 원호 형상으로 만곡 형성한 한 쌍의 팽출부를 갖는 반가공품으로 성 형하고, 그런 후, 그 반가공품을 원환상의 링형상부재로 성형하는 것을 특징으로 하는 링형상부재의 제조방법.

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