KR20100027351A - 머리부를 갖는 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 머리부를 가지고 있으며 세레이션 형상을 가진 핀과 볼트의 세레이션 형상 성형에 대해 기존의 제조방법과는 달리 포머 가공공정 또는 헤더 가공공정에서 세레이션 형상을 성형하여 별도의 후공정인 롤링 가공공정을 거치지 않고 세레이션 핀과 세레이션 볼트를 제조하는 방법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 포머 가공공정 또는 헤더 가공공정상에서 세레이션부에 대해 세레이션 형상 성형을 위한 냉간 단조공정을 거쳐야 하며, 본 발명의 특징으로서는 기존 제작 공법인 세레이션 형상 성형을 위한 롤링 가공공정의 삭제로 인해 제조공정 단순화 및 물류이동 간소화를 통한 품질향상 및 원가절감, 롤링 가공 설비 및 관련 부대설비 및 중간 공정품 보관장소의 불필요로 인한 작업장 활용 효율성을 극대화할 수 있는 것이 특징이다.

세레이션, 세레이션 핀, 세레이션 볼트, 포머 가공기, 헤더 가공기, 롤링 가공기, 냉간 단조

Description

머리부를 갖는 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 제조방법 {Manufacturing method of the serration pin and serration volt which have the head department}

본 발명은 머리부를 가진 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 머리부를 가지며 세레이션 형상을 갖춘 핀과 볼트의 세레이션 형상 성형에 대해 기존의 제조방법과는 달리 포머 가공공정 또는 헤더 가공공정상에서 세레이션 형상을 성형하여 세레이션 형상 성형에 대해 별도의 롤링 가공공정을 거치지 않고 세레이션 핀과 세레이션 볼트를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 활용에 있어 세레이션부는 상대부와의 견고한 밀착을 통해 조립부와의 미끄러짐을 방지하여 빠짐과 회전현상을 없애기 위한 목적으로 사용된다. 따라서 세레이션부는 세레이션 외경보다 작은 상대조립부의 내경 부분으로 압입되어 조립되는 구조를 가지고 있다. 일반적으로 자동차용 힌지부품 및 건축자재 등으로 사용되고 있다.

그 일례로서 도 2에서와 같이 봉형상의 절단소재를 포머 가공기 또는 헤더 기와 그에 상응하는 금형을 이용하여 세레이션 성형를 제외한 나머지 형상을 냉간 단조공정에서 성형한 후 별도의 추가공정인 롤링 가공공정에서 세레이션 형상 성형을 완성한다. 단, 도 3에서와 같이 세레이션 외경에 대한 제작 치수 사양으로 인해 포머 또는 헤더 가공공정에서 세레이션 성형부위의 기초형상을 성형하지 않고 롤링 가공만으로 세레이션 형상 성형을 완성하기도 한다. 세레이션 성형 완료 후 필요에 따라 표면처리 또는 열처리 등 기타의 후공정이 추가되기도 한다.

그러나 이와 같은 공정에 의해 제조되는 세레이션 핀과 세레이션 볼트는 포머 가공공정 또는 헤더 가공공정 후 별도의 롤링 가공공정을 수행함으로써 제조원가가 높을 뿐만 아니라, 중간 공정품 보관 및 물류 이동으로 인해 물류 흐름이 복잡해지며, 롤링 가공설비의 설치로 인해 작업장 활용 효율이 저하되며, 롤링 가공공정 작업조건 셋팅으로 인해 불량손실 발생 및 작업성 저하 등의 문제점이 발생하는 단점을 가지게 된다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 머리부를 가진 세레이션 핀과 세레이션 볼트에 있어 세레이션 형상을 별도의 롤링 가공공정을 거치지 않고 냉간 단조공정인 포머 가공공정 또는 헤더 가공공정상에서 성형함으로써 제조공정 감소를 통한 제조원가 절감 및 물류 흐름의 단순화로 인해 작업장 활용 효율성을 향상시킬 수 있게 하는 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 머리부를 가진 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 제조방법은, 봉형상의 절단소재(5a)를 포머 가공기 및 헤더 가공기와 각 가공기에 적합한 상.하형금형을 이용하여 절단소재의 양쪽 끝단부를 타격가압하여 머리부(8a)와 상대부 삽입 시작부(11a)의 기초형상을 성형하는 제1 냉간 단조공정; 머리부(8b)와 상대부 삽입 시작부(11b)의 형상에 대해 예비성형하는 제2 냉간 단조공정; 및 머리부(8d)와 상대부 삽입 시작부(11d)의 형상 성형을 완성함과 동시에 세레이션 형상을 성형하는 제3 냉간 단조공정;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 냉간 단조공정은, 세레이션 성형부의 기초형상(9a)의 성형이 상기 머리부(8b)와 상대부 삽입 시작부(11b)의 예비성형과 동시에 이루어 지도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제1 냉간 단조공정 전에 이루어지고 봉형상의 소재를 필요한 길이로 절단하는 절단공정과 상기 제1 냉간 단조공정 전에 이루어지고, 상기 제3 단조공정 후에는 제품의 요구 특성에 따라 부식방지를 위해 표면처리하고 강도향상을 위해 열처리하는 후처리공정이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 머리부를 가진 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 제조방법은 별도의 롤링 가공공정을 거치지 않고 포머 가공기 또는 헤더 가공기와 각 가공기에 상응하는 금형을 이용하여 세레이션 형상 성형을 포머 가공공정 또는 헤드 가공공정상에서 완성하는 것을 특징으로 하는 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 핵심인 세레이션 형상 성형공정은 후공정을 제외한 나머지 공정들과 동일한 냉간 단조공정으로 이루어 지는데, 세레이션 형상 성형을 제외한 나머지 공정들은 일반적인 세레이션 핀 또는 세레이션 볼트의 제조공정과 동일하다.

세레이션 형상 성형공정과 부가적인 공정의 제조방법을 각 공정별로 설명하면,

ㄱ. 절단공정

절단공정은 직선기를 거쳐 인입되는 봉형상의 소재를 필요한 길이로 절단하는 공정 이며, 이 공정에서 절단되는 소재의 길이는 완제품의 체적을 구하여 계산한다.

ㄴ. 냉간 단조공정

냉간 단조공정은 봉형상의 절단소재(5a)를 포머 가공기 또는 헤더 가공기와 각 가공기에 적합한 금형을 이용, 외압을 가함으로써 제품의 형상을 성형하는 것이다.

먼저, 도 4와 같이 봉형상의 절단소재(5a)를 제1하형금형(6a) 위에 안착하고 제1하형금형에 정합되는 제1상형금형(7a)으로 타격가압하여 핀의 상대부 삽입 시작부(11a) 및 머리부(8a)에 대해 1차 가공된 성형부재(5b)를 만든다. 다음에는 1차 가공된 성형부재(5b)를 제2하형금형(6b) 위로 이송하여 제2하형금형(6b)에 안착하고 제2하형금형에 정합되는 제2상형금형(7b)으로 타격가압하여 핀의 상대부 삽입 시작부(11b) 및 머리부(8b)를 더욱 예비성형함과 동시에 세레이션 가공부의 기초형상(9a)을 성형하여 2차 가공된 성형부재(5c)를 만든다. 다음에는 2차 가공된 성형부재(5c)를 제3하형금형(6c) 위로 이송하여 제3하형금형(6c)에 안착하고 제3하형금형에 정합되는 제3상형금형(7c)으로 타격가압하여 핀의 상대부 삽입 시작부(11c) 및 머리부(8c)를 더욱 성형함과 동시에 세레이션 가공부의 기초형상 성형(9b)을 완성한 3차 가공된 성형부재(5d)를 만든다.

냉간 단조공정은 상기의 절차대로 진행되는 것이 바람직하지만, 상기의 제2금형과 제3금형에서 이루어지는 단조가공을 하나의 금형을 통해 이루어 지도록 할 수 있다.

ㄷ. 세레이션 형상 성형 냉간 단조공정

3차 가공된 성형부재(5d)를 제4하형금형(6d) 위로 이송하여 제4하형금형(6d)에 안착하고 제4하형금형에 정합되는 제4상형금형(7d)으로 타격가압하여 핀의 상대부 삽입 시작부(11d) 및 머리부(8d)의 성형을 완성함과 동시에 세레이션 형상 성형(9c)을 완성한 머리부를 가진 세레이션 핀 또는 세레이션 볼트를 제조한다.

금형의 형상 성형구조에 따라 세레이션 형상 성형 이전의 냉간 단조공정에서 핀의 상대부 삽입 시작부 및 머리부의 성형이 완성되어 지기도 한다.

또한, 세레이션 형상에 있어서 세레이션의 모양 및 크기, 세레이션의 각 돌기 형상간 간격 또는 수량이 규칙적이거나 불규칙적인 다양한 형태의 세레이션 형상을 제조할 수 있다.

ㄹ. 후가공 공정

세레이션 볼트의 경우 세레이션 형상 성형 후 몸통부에 나사산(3c)을 가공함으로써 볼트형상 성형을 완성하며, 세레이션 핀 또는 세레이션 볼트는 이후 제품의 요구사양에 따라 강도 향상을 위한 열처리공정 이나 부식방지를 위한 표면처리공정 등의 후가공 공정을 거쳐 제품을 완성한다.

이상에서 설명한 바와 같은 머리부를 가진 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 제조방법에 의하면, 기존 제조공법과는 달리 냉간 단조공정 후 별도의 후공정인 롤링 가 공공정을 거치지 않고 세레이션 형상 성형을 이전의 공정들과 동일한 가공설비에서 냉간 단조공정에 의하여 생산하므로 제품의 생산시간을 단축할 수 있다. 따라서,

제조공정 감소로 인해 제조원가를 현저히 줄일 수 있으며, 물류이동 및 공정간 보유재고, 후공정 설비 등을 줄임으로 인해 작업장 활용 효율성을 향상할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 머리부를 가진 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 세레이션 형상 성형에 대해 냉간 단조공정인 포머 가공공정 또는 헤더 가공공정상에서 세레이션 형상 성형을 완성하는 제조방법을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명에 의해 제조되는 머리부를 가진 세레이션 핀과 세레이션 볼트는 냉간 단조공정만으로 세레이션 형상 성형을 완성할 수 있기 때문에 종래의 제조방법에서 필수적으로 요구되었던 세레이션 형상 성형 가공공정인 롤링 가공공정이 필요없게 된다. 따라서 종래의 제조방법에 비해 제조시간 및 제조공정이 감소되어 생산성 향상 및 제조품질의 향상으로 제조원가를 줄일 수 있으며, 중간 공정품의 보관 및 물류이동의 감소로 인해 효율적으로 작업장을 활용할 수가 있다.

본 발명에 대한 구체적인 설명에 앞서 머리부를 가진 세레이션 핀과 세레이 션 볼트의 형상 성형과정은 금형의 형상 성형구조에 따라 여러 형태로 바뀔 수 있으며, 또한 예시된 첨부의 도면들은 일반적인 제품의 성형과정을 나타낸 것임을 명시한다.

본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 머리부를 갖는 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 일반적인 구조를 나타낸 것이다. 전체적인 형상은 다양한 형태로 제작 및 출시되고 있으나, 머리부(1a)와 세레이션부(2a), 몸통부(3a), 상대부 삽입 시작부(4a)의 기본 구조를 가지고 있으며, 상대부 삽입 시작(4a)부가 몸통부(3a)와 동일한 형상을 가진 제품도 있다. 또한, 머리부가 없는 구조의 세레이션 핀도 있다.

도 2, 도3은 세레이션 핀에 대한 기존의 제조 공정의 전개도이다. 세레이션부에 대한 기초형상 성형과는 무관하게 포머 가공공정 또는 헤더 가공공정에서 세레이션 형상 성형을 제외한 나머지 부분의 성형이 이루어지며, 롤링 가공공정에서 세레이션 형상에 대한 성형을 완성함으로써 세레이션 핀과 세레이션 볼트가 제조된다.

도 4는 본 발명에 의한 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 제조방법에 관한 전개도이다. 세레이션 형상에 대한 성형을 별도의 롤링 가공공정 없이 포머 가공공정 또는 헤더 가공공정상에서 완성하는 것이 특징이다.

봉형상의 절단소재(5a)는 직선기를 거쳐 인입되는 봉형상의 소재를 필요한 길이로 절단한 절단공정을 거친 소재이며, 이후의 공정들은 포머 가공공정 또는 헤더 가공공정인 냉간 단조 공정으로써 각 가공기에 적합한 금형을 이용하여 절단소재에 외압을 가함으로써 제품의 형상을 성형하는 것이다.

봉형상의 절단소재(5a)를 제1하형금형(6a) 위에 안착하고 제1하형금형에 정합되는 제1상형금형(7a)으로 타격가압하여 핀의 상대부 삽입 시작부(11a) 및 머리부(8a)에 대해 1차 가공된 성형부재(5b)를 만든다. 다음에는 1차 가공된 성형부재(5b)를 제2하형금형(6b) 위로 이송하여 제2하형금형(6b)에 안착하고 제2하형금형에 정합되는 제2상형금형(7b)으로 타격가압하여 핀의 상대부 삽입 시작부(11b) 및 머리부(8b)를 더욱 예비성형함과 동시에 세레이션 가공부의 기초형상(9a)을 성형하여 2차 가공된 성형부재(5c)를 만든다. 다음에는 2차 가공된 성형부재(5c)를 제3하형금형(6c) 위로 이송하여 제3하형금형(6c)에 안착하고 제3하형금형에 정합되는 제3상형금형(7c)으로 타격가압하여 핀의 상대부 삽입 시작부(11c) 및 머리부(8c)를 더욱 성형함과 동시에 세레이션 성형부의 기초형상(9b)의 성형을 완성한 3차 가공된 성형부재(5d)를 만든다.

3차 가공된 성형부재(5d)를 제4하형금형(6d) 위로 이송하여 제4하형금형(6d)에 안착하고 제4하형금형에 정합되는 제4상형금형(7d)으로 타격가압하여 핀의 상대부 삽입 시작부(11d) 및 머리부(8d)의 성형을 완성함과 동시에 세레이션 형상 성형(9c)을 완성한 머리부를 가진 세레이션 핀 또는 세레이션 볼트를 제조한다.

또한, 상기 제2상하형금형과 제3상하형금형을 이용한 단조공정은 하나의 금형을 이용한 단조공정으로 하여 공정을 더욱 단순하게 할 수 있다.

도5는 머리부를 갖는 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 제조방법에 있어서, 상기 세레이션 성형부의 기초형상을 성형하는 과정 없이 세레이션부(9c)를 성형하는 경우에 있어서의 제조공정에 관한 예시도이다. 세레이션 성형부의 기초형상을 성형하고, 이후에 세레이션부를 성형하는 것이 바람직한 방법이 될 것이나, 공정을 좀 더 단순화 해야 하는 경우에는 상.하형금형의 타격 가압에 의하여 한번의 공정으로 세레이션부를 성형할 수 있다.

금형의 형상 성형구조에 따라 세레이션 형상 성형 이전의 냉간 단조공정에서 핀의 상대부 삽입 시작부 및 머리부의 성형이 완성되어 지기도 한다.

세레이션 볼트의 경우 세레이션 형상 성형 후 몸통부에 나사산(3c)을 가공함으로써 볼트형상 성형을 완성하며, 세레이션 핀 또는 세레이션 볼트는 이후 제품의 요구사양에 따라 강도 향상을 위한 열처리공정 이나 부식방지를 위한 표면처리공정 등의 후가공 공정을 거쳐 제품을 완성한다.

이상에서 설명한 바와 같은 머리부를 가진 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 제조방법에 의하면, 세레이션 형상 성형에 대해 기존 제조공법과는 달리 냉간 단조 공정 후 별도의 후공정인 롤링 가공공정을 거치지 않고 포머 가공기 또는 헤더 가공기에서 각 가공기와 부합하는 냉간 단조금형을 이용하여 세레이션 형상을 성형함으로써 세레이션 형상 성형 이전의 공정들과 동일한 가공설비를 활용하여 세레이션 형상을 성형하게 됨으로 인해 공정간 제품이동 및 공정감소의 효과를 얻을수 있다.

최근의 금형기술 및 열처리기술, 제조설비의 기술수준은 본 발명에 대해 제조 현장에서 손쉽게 적용할 수 있는 여건을 마련하고 있으나, 과거의 제조 방법에서 탈피하여 제조공법을 개선, 발전시키려는 노력의 결여로 인해 과거의 제조 방법이 유지되고 있는 것이 현실이다. 본 발명을 통해 머리부를 갖는 세레이션 핀 및 세레이션 볼트의 제조공정 개선으로 제조원가 절감 및 물류 흐름 단순화, 품질향상, 작업장 활용효율 향상이 이루어질 것이다.

도1은 머리부를 갖는 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 예시도.

도2는 머리부를 갖는 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 종래 제조공정을 나타내는 예시도.

도3은 머리부를 갖는 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 종래 제조공정을 나타내는 예시도.

도4는 본 발명에 의한 머리부를 갖는 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 제조 공정을 나타내는 도로써 세레이션 기초형상의 성형을 거치는 경우의 예시도.

도5는 본 발명에 의한 머리부를 갖는 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 제조공정을 나타내는 도로써 세레이션 기초형상의 성형을 거치지 않는 경우의 예시도.

<도면의 주요부호에 관한 설명>

1a, 1b, 1c : 머리부 2a, 2b, 2c : 세레이션부

3a, 3b, 3c : 몸통부 4a, 4b, 4c : 상대부 삽입 시작부

5a : 절단소재 6a : 하형금형

7a : 상형금형 8a : 머리부 기초형상

9a : 세레이션부 기초형상

Claims (2)

1. 머리부를 갖는 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 제조방법에 있어서,

   봉형상의 절단소재를 포머 가공기 및 헤더 가공기와 각 가공기에 적합한 상.하형금형을 이용하여 절단소재의 양쪽 끝단부를 타격, 가압하여 머리부와 상대부 삽입 시작부의 기초형상을 성형하는 제1 냉간 단조공정;

   상기 제1 냉간 단조공정을 거친 성형소재를 상.하형금형으로 타격, 가압하여 머리부와 상대부 삽입 시작부의 형상에 대해 예비성형하는 제2 냉간 단조공정; 및

   상기 제2 냉간 단조공정을 거친 성형소재를 상.하형 금형으로 타격, 가압하여 머리부와 상대부 삽입 시작부의 형상 성형을 완성함과 동시에 세레이션 형상을 성형하는 제3 냉간 단조공정;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 머리부를 갖는 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 제조방법.
2. 세레이션부 형상 성형에 있어서 청구항 1과 같이,

   냉간 단조금형과 냉간 단조공정에 의해 세레이션 형상이 성형되어지는 것을 특징으로 하는 머리부를 가지는 세레이션 핀과 세레이션 볼트의 제조방법.

   본 청구항은 세레이션 돌기부의 모양 및 크기, 간격, 수량, 핀의 모양에 의해 구속받지 않음.

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