KR20100104770A

KR20100104770A - 스프링 제조방법

Info

Publication number: KR20100104770A
Application number: KR1020090023404A
Authority: KR
Inventors: 조태구; 전원재; 정이환
Original assignee: 조태구; 정이환; 전원재
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2010-09-29
Also published as: KR101116808B1

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 스프링 제조방법은 스프링의 성형을 위한 코일링장치 및 가열로를 준비하는 준비단계; 소정의 길이를 가지는 소재가 가열로로 이송되는 소재이송단계; 상기 소재의 일부분이 상기 가열로에서 순간적으로 가열되는 가열단계; 상기 가열단계를 통과하는 소재가 상기 코일링장치에 의해 권선되어 스프링으로 성형되는 코일링단계; 상기 스프링이 담금질 및 뜨임 열처리되는 열처리단계; 상기 열처리된 스프링이 쇼트피닝되는 쇼트피닝단계; 상기 쇼트피닝이 완료된 스프링의 영구변형을 감소시키는 셋팅단계;를 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예는 소재가 가열됨과 동시에 권선되어 스프링 성형시간이 감소되는 이점이 있다.

스프링, 코일, 제조, 열간

Description

스프링 제조방법{Manufacturing method for spring}

본 발명은 스프링 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 스프링은 용수철이라고도 하며, 재료가 가진 탄성을 살려 그 탄성력과 반발력을 이용할 수 있도록 만든 제품으로 재질에 따라 금속과 비금속 스프링으로 나누며, 금속스프링은 재료의 형상에 따라 크게 판 스프링과 코일스프링으로 분류된다.

그리고, 코일스프링은 환강(丸鋼),각강(角鋼) 등 봉상(棒狀)의 금속재료를 원통형 나사선 모양으로 감은 것인데, 인장이나 압축에도 사용할 수 있으며, 압축코일 스프링은 2겹 또는 3겹으로 만들 수도 있다. 판스프링은 1장인 것도 있으나 여러장 포개어 사용하는 경우가 많다.

그리고, 이러한 스프링은 산업전반에 걸쳐 다양하게 사용되고 있으며, 작게는 가정용 장난감에서 크게는 자동차/항공산업에 이르기까지 실로 스프링의 사용부분은 무궁무진하다.

또한, 그 중에서는 자동차/항공산업에 사용되는 코일 스프링은 대형 코일 스프링으로서 스프링의 제조를 위해서는 봉상의 금속재료인 와이어 등을 가열한 후 소재인 와이어를 권선하는 코일링작업을 거치는 열간 성형 방법으로 제조하게 된다.

일반적으로 스프링 가열하는 방법은 소재의 크기에 대응되는 가열로에서 소재를 완전히 가열한 후에 코일링작업을 거치게 된다. 따라서, 소재가 수용되는 크기의 가열로가 요구되므로 가열로의 크기가 거대해지게 된다. 그리고, 이에 따른 가열로의 제작비와 생산 시설규모도 거대해지므로 더불어 스프링의 제작단가가 증가하게 된다.

본 발명의 실시예는, 스프링의 제조를 위한 소재가 순식간에 가열되는 로를 구성하여, 열처리와 동시에 코일링작업이 진행되는 스프링 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 스프링 제조방법은, 스프링의 성형을 위한 코일링장치 및 가열로를 준비하는 준비단계; 소정의 길이를 가지는 소재가 가열로로 이송되는 소재이송단계; 상기 소재의 일부분이 상기 가열로에서 순간적으로 가열되는 가열단계; 상기 가열단계를 통과하는 소재가 상기 코일링장치에 의해 권선되어 스프링으로 성형되는 코일링단계; 상기 스프링이 담금질 및 뜨임 열처리되는 열처리단계; 상기 열처리된 스프링이 쇼트피닝되는 쇼트피닝단계; 상기 쇼트피닝이 완료된 스프링의 영구변형을 감소시키는 셋팅단계;를 포함하여 구성된다.

상기 코일링단계에서 상기 이송단계가 일부 진행되어, 소재는 가열로에 이송되며 동시에 코일링장치에서 권선된다.

상기 코일링단계와 열처리단계 사이에 요구되는 성형품의 크기로 스프링의 단부를 가공하는 스프링 가공단계가 포함된다.

상기소재이송단계 전에 제조되는 스프링의 형상 및 크기에 대응되도록 상기 코일링장치에서 소재가 권선되는 심봉이 변경장착된다.

본 발명의 실시예에 따른 스프링 제조방법은, 스프링의 제조를 위한 소재가 순식간에 가열되는 가열로를 구성하여, 열처리와 동시에 코일링작업이 진행되어 스프링 성형을 연속적인 공정으로 진행가능하게 되므로 스프링 제조시간을 감축시키는 효과를 기대할 수 있다. 더불어, 스프링 제조시간의 감소는 결국은 스프링 제조단가를 감소시키는 효과를 기대할 수 있다.

그리고, 코일링장치에서 소재가 권선되는 심봉은 선택적으로 장착가능하며, 다른 직경을 가지는 심봉을 장착가능하게 되므로 다양한 직경의 스프링을 제조가능하게 된다.

또한, 가열로와 코일링장치가 인접하게 배치되며, 코일링장치는 가열로에서 배출되는 소재를 직접 취하여 권선하므로 열처리된 소재의 이동이 용이하도록 구성된다. 따라서, 가열로와 코일링장치의 사이에 소재 이동을 위한 별도의 구성이 추가되지 않아도 되므로 스프링 제조단가가 감소된다.

그리고, 소재가 권선되는 속도는 조절가능하도록 구비되므로 스프링에서 소재가 감기는 횟수와 간격을 선택적으로 변경하는 제조가능하게 되는 이점이 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 스프링 성형장치의 외형을 보인 개략적인 상면도이고, 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 스프링 성형장치의 외형을 보인 부분 사시도이다.

이들 도면을 참조하면, 스프링 성형장치(1)는 소재를 권선하여 스프링으로 제조하는 코일링장치(30)와, 상기 코일링장치(30)에 소재를 안내하는 소재안내부(10)와, 상기 소재안내부(10)와 코일링장치(30) 사이에 배치되며, 상기 소재를 가열하여 코일링장치(30)에 제공하는 가열로(20)를 포함하여 구성된다.

상기 스프링 성형장치(1)에 사용되는 소재는 봉 형상으로 소정의 길이와 직경을 가지는 선재로, 원자재는 일반적인 스프링강재가 사용가능하다. 이후 소재라 함은 이러한 형상과 소재를 가지는 스프링재료임을 밝힌다.

상세히, 상기 소재안내부(10)는 상기 가열로(20)의 좌측에 제공되어 상기 소재를 가열로(20)까지 안내하게 된다. 상기 소재안내부(10)는 골격을 형성하는 프레임(12)과 상기 가열로(20)에 소재를 안내하는 소재이송레일(14)을 포함하여 구성된다.

상기 프레임(12)은 전체적인 외형을 형성할 수 있도록 파이프 또는 봉재로 형성되며, 하단에는 상기 프레임(12)의 이동을 위한 바퀴가 다수 구비된다. 상기 프레임(12)의 하단 상측에는 상기 프레임(12)의 일부가 이동될 수 있도록 프레임레일(13)이 구비된다. 상기 프레임레일(13)은 상기 소재이송레일(14)과 수직된 방향으로 배치되어, 상기 프레임(12)의 일부가 이동되도록 한다.

그리고, 상기 소재이송레일(14)은 상기 프레임(12)의 상단에 구비되며, 상기 가열로(20)에 구비된 소재가 유입되는 유입구(23)의 높이에 대응되도록 형성된다. 상기 소재이송레일(14)의 단부는 상기 유입구(23)의 하단부보다 높이 배치되어, 상기 소재가 상기 유입구(23)의 중앙 부근을 통과하게 된다. 그리고, 상기 소재이송레일(14)은 상기 유입구(23)까지 일직선상으로 길게 형성된다.

그리고, 상기 소재이송레일(14)의 상측에는 구름바퀴(16)가 다수 제공된다. 상기 구름바퀴(16)는 상기 소재이송레일(14)에서 회전가능하도록 체결되며, 원통형 형상으로 중심부가 함몰되어 상기 소재가 상기 구름바퀴(16)의 중심부를 접하면서 이동되도록 안내하게 된다. 따라서, 상기 구름바퀴(16)는 상기 소재가 작은 힘으로 상기 가열로(20)까지 이동할 수 있게 된다.

상기 가열로(20)는 상기 소재의 권선이 용이하도록, 상기 코일링장치(30)에서 권선되기 전에 소재에 열을 가하여 소재의 연성을 높여주기 위한 것으로, 상기 소재안내부(10)와 코일링장치(30)사이에 배치된다.

상기 가열로(20)는 직육면체의 형상으로 외형을 이루며, 가열온도는 900℃~950℃ 범위로 가열된다. 상기 가열로(20)는 일반적인 튜브로의 형상으로, 상기 가열로(20)의 좌우측에는 상기 소재안내부(10)에서 제공되는 소재의 유입과 가열된 소재를 배출하는 유입구(23)와 배출구(24)가 형성된다.

상기 가열로(20) 내부에는 상기 유입구(23)와 배출구(24)가 연통되어 소재가 가열되는 가열구간(22)이 제공된다. 상기 가열구간(22)은 일직선의 관의 형상이며, 상기 소재이송레일(14)과 대략 일직선으로 배치된다. 상기 가열구간(22)은 소재의 단면적과 유사한 크기가 단면적을 가진다. 즉, 0.5cm ~ 10cm 범위를 가지는 직경의 소재의 스프링이 제조가능하게 되며, 바람직하게는 소재의 직경이 0.5cm ~ 5cm 범 위가 되어 짧은 시간 내에 소재의 내부까지 열전달이 이루어지도록 한다.

상기 가열로(20)는 전기로로 구성되며, 발열체를 칸탈발열체이나 SiC발열체나 고주파유도로로 구성가능하다. 그러나 바람직하게는 상기 가열로(20)는 고주파히터를 구성한 고주파유도로를 사용하며, 고주파조건은 동력전압 380V, 동력전류 230~250A가 되도록 설정한다.

상기 가열로(20)는 상기 가열구간(22)의 온도를 일정하게 유지할 뿐만 아니라 상기 소재를 빠른 속도로 가열하도록 구성된다. 따라서, 상기 가열로(20)는 소재의 일부분을 가열하더라도 순식간에 가열되어, 소재가 배출구(24)를 통과할 때는 요구되는 온도범위인 900℃~950℃에 도달 가능하게 구성된다. 이와 같이, 상기 가열로(20)에서는 상기 소재의 일부분이 상기 가열구간(22) 내에서 연속적으로 상기 유입구(23)와 배출구(24)를 통과하면서 가열된다.

그리고, 상기 가열로(20)에는 가열로 제어부(25)와 가열로 냉각수단(27)을 구비한다. 상기 가열로 제어부(25)는 가열로(20)의 하부 및 후측에 배치되어, 상기 가열로(20)의 시작과 종료 및 온도설정 등을 하게 된다. 상기 가열로 냉각수단(27)은 상기 가열로(20)의 작동 완료 후에 상기 가열로(20)의 발열체 또는 고주파히터를 냉각시키기 위한 구성으로 냉각수 등이 냉매로 사용된다.

그리고, 상기 가열로(20)의 하측에는 가열로레일(28)이 제공된다. 상기 가열로레일(28)은 전후방향으로 이동가능하도록 다수 배치되며, 상기 프레임레일(13)과 수평한 방향으로 배치된다. 즉, 상기 가열로레일(28) 위에서 상기 가열로(20)가 전후로 이동되면, 상기 소재이송레일(14)의 단부 즉, 상기 가열로(20)와 근접한 부분 은 같이 이동된다. 상기 가열로(20)가 작은 힘으로도 가열로레일(28) 위에서 움직일 수 있도록 구성된다.

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 요부구성인 코일링장치의 외형을 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 요부구성인 코일링장치의 외형을 보인 부분사시도이다. 그리고, 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 요부구성인 코일링장치의 외형을 보인 측면도이다.

이들 도면을 참조하면, 상기 코일링장치(30)는 상기 가열로(20)에서 배출되는 가열된 소재를 권선하여 스프링형상으로 제조한다. 상기 코일링장치(30)는 메인바디(100)와 상기 메인바디(100)에 선택적으로 장착가능하게 구비되며, 회전운동하여 상기 소재가 권선되는 심봉(200)과, 상기 메인바디(100)에 이동가능하게 구비되며, 상기 소재를 심봉(200)으로 안내하는 성형가이드수단(300)을 포함하여 구성된다.

상기 메인바디(100)는 전체적인 외형을 형성하며, 제 1 메인바디(120)와 제 2 메인바디(140)로 구성된다. 상기 제 1 메인바디(120)는 상기 심봉(200)의 회전축이 되는 코일링축(122)을 제공하며, 상기 코일링축(122)에 상기 심봉(200)이 장착되어 회전하게 되므로 상기 심봉(200)의 장착 및 무게를 지지한다.

상기 제 2 메인바디(140)는 상기 제 1 메인바디(120)의 하측에 접하도록 위치하여 상기 제 1 메인바디(120)를 지지하며, 상기 성형가이드수단(300)이 상측에 배치되어 상기 성형가이드수단(300)을 지지하게 된다. 그리고, 상기 제 2 메인바디(140)의 상측에는 지지선반(142)과 볼스크류(144)가 상기 심봉(200)의 길이방향 (도 3 에서 좌우방향)으로 길게 배치된다.

즉, 상기 성형가이드수단(300)은 상기 볼스크류(144)에 의해 상기 지지선반(142)의 상측에서 전후로 이동된다. 그리고, 상기 지지선반(142)은 상기 성형가이드수단(300)의 하측단부와 대응되도록 형성되어 상기 성형가이드수단(300)이 상기 지지선반에 장착된 상태에서 이동시에 유동되지 않도록 구속한다. 그리고, 제 2 메인바디(140)의 우측에는 상기 볼스크류(144)의 회전을 위한 모터(미도시)가 구비된다.

상기 심봉(200)은 원기둥형상으로 형성되며, 상기 가열로(20)에 대하여 수직으로 배치된다. 상기 심봉(200)의 일측단면이 상기 코일링축(122)에 체결되어, 상기 코일링축(122)을 기준으로 회전하게 된다. 그리고, 상기 심봉(200)의 외경은 제조하고자하는 스프링의 내경과 동일하도록 형성된다. 따라서, 상기 소재는 심봉(200)의 둘레를 감싸면서 권선되어 스프링으로 제조된다.

그리고, 상기 코일링축(122)에는 볼트와 너트 등의 체결수단이 구비되어 상기 심봉(200)과 체결되며, 상기 심봉(200)이 선택적으로 장착되어 다양한 직경을 가지는 심봉(200)을 장착가능하게 된다. 또한, 상기 코일링축(122)에는 상기 심봉(200)을 회전하도록 동력을 제공하는 회전모터(124)가 구비된다.

또한, 상기 심봉(200)에는 상기 소재가 상기 심봉(200)이 회전되는 동안 상기 심봉(200)의 일측에 고정되어 같이 회전되기 위한 소재고정부(220)가 구비된다. 상기 소재고정부(220)는 상기 심봉(200)의 우측 즉, 소재가 권선되는 시작점 부근에 배치되며, 단면이 '┌' 자 형상으로 형성되어 스프링이 제조되는 방향으로 개구 되도록 형성된다.

그리고, 상기 소재고정부(220)는 상기 심봉(200)과 상측 단부사이의 거리는 상기 소재의 직경과 대응되도록 형성되어, 상기 소재가 소재고정부(220)에 삽입되면 상하이동이 구속된다. 따라서, 상기 가열로에서 유입된 소재가 상기 소재고정부(220)에 삽입된 상태에서 상기 심봉(200)이 회전하면, 소재는 상기 심봉(200)의 둘레를 감싸며 권선된다.

한편, 상기 성형가이드수단(300)은 상기 제 2 메인바디(140)의 상측에 이동가능하게 구비된다. 상세히, 상기 성형가이드수단(300)은 상기 심봉(200)에 선택적으로 접하며, 상기 심봉(200)의 회전 위치를 안내하는 심봉가이드(320)와 상기 메인바디에 상기 심봉(200)의 길이 방향으로 이동되며, 이동속도를 변경가능하게 구비되는 가이드이송대(360)와, 상기 가이드이송대(360)에 장착되며, 상기 심봉가이드(320)가 이동가능하도록 구비되는 가이드지지대(340)를 포함하여 구성된다.

상기 심봉가이드(320)는 다수로 구성되어 상기 심봉(200)의 둘레를 대칭적으로 접하여, 심봉(200)이 회전하는 동안 회전축이 흔들리지 않도록 안내한다. 상기 심봉가이드(320)에는 선택적으로 심봉(200)과 접하기 위한 가이드실린더(322)가 구비된다. 상기 가이드실린더(322)는 상기 가이드지지대(340)의 외측에 장착되며, 실린더모터(미도시)를 통하여 심봉가이드(320)가 이동되도록 동력을 전달한다. 그리고, 상기 심봉가이드(320)는 상기 가이드지지대(340)의 중앙부에 배치된다.

상기 가이드지지대(340)는 대략 이격되도록 형성된 두 개의 판으로 형성되며, 이격된 사이 공간에 상기 심봉가이드(320)가 삽입되어 장착된다. 상기 가이드 지지대(340)는 심봉(200)의 둘레에 배치되도록, 심봉(200)을 중심으로 양측, 즉 전측과 후측에 다수 배치된다.

그리고, 상기 가이드지지대(340)에는 상기 가열로(20)에서 배출되는 소재의 수평과 수직위치를 조정하여 상기 심봉(200)에 안내하는 제 1 가이드(342)와 제 2 가이드가 구비된다. 상기 제 1 가이드(342)와 제 2 가이드(344)는 원통형 형상으로 중앙부가 라운드지게 함몰형성된다.

상기 제 1 가이드(342)는 상기 가열로(20)측에 인접하게 상기 가이드지지대(340)에 수평으로 장착되며, 상기 제 2 가이드(344)는 상기 심봉(200)측에 인접하도록 상기 가이드지지대(340)에 수직으로 장착되어 소재는 상기 제 1 가이드(342)와 제 2 가이드(344)를 통과하면서 수평과 수직위치를 조정된다. 그리고, 상기 제 1 가이드(342)와 제 2 가이드(344)의 중앙부는 상기 배출구(24)와 상기 소재고정부(220)의 위치에 대응되도록 배치되어, 상기 소재가 상기 배출구(24)를 통과하여 상기 소재고정부(220)까지 대략 일직선으로 이동되도록 안내한다.

상기 가이드지지대(340)의 하측에는 상기 가이드이송대(360)가 구비되며, 가이드지지대(340)는 상기 가이드이송대(360)에 수직으로 장착된다. 상기 가이드이송대(360)는 소정의 면적과 두께를 가지는 판 형상으로, 볼스크류(144)에 의해 상기 지지선반(142)의 상측에서 상기 심봉의 길이방향으로 이동가능하도록 구비된다.

즉, 상기 소재가 상기 소재고정부(220)에 삽입된 상태에서 심봉(200)의 회전에 의해 심봉(200)의 둘레를 감싸게 되며, 상기 가이드이송대(360)가 우측(도 3에서)으로 이동하면 스프링의 길이가 점점 길어지면서 제조되어진다. 그리고, 상기 소재가 심봉(200)에 감기는 동시에 상기 가열로(20)는 소재를 지속적으로 가열하여 배출하게 된다.

또한, 상기 소재는 상기 심봉(200)과 가열로(20)를 연결한 상태가 되므로, 상기 가이드이송대(360)의 이동에 따라 상기 가열로(20)는 상기 가열로레일(28)의 상측에서 상기 가이드이송대(360)의 이동방향으로 같이 이동하게 된다. 물론 가열로(20)가 상기 가이드지지대(340) 또는 가이드이송대(360)와 선택적으로 장착될 수 있도록 구성되어, 가이드이송대(360)와 같이 이동가능하게 구성할 수도 있을 것이다.

그리고, 상기 코일링장치(30)의 좌측에는 상기 코일링장치(30)의 제어를 위한 코일링장치 제어부(32)가 구비된다. 상기 코일링장치 제어부(32)는 컴퓨터 등으로 구성되어, 상기 코일링장치(30)의 전원 뿐만 아니라, 심봉(200)의 회전 속도 및 가이드이송대(360)의 이동속도, 상기 심봉가이드(320)의 이동 등을 제어하게 된다.

이하, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 의한 스프링 성형장치를 이용한 스프링 제조방법을 살펴보기로 한다.

도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 스프링 제조방법의 순서도이고, 도 7 과 8 은 본 발명의 실시예에 따른 스프링 성형장치의 동작을 보인 단면도이다.

도면을 참조하면, 우선 스프링의 성형을 위한 코일링장치(30) 및 가열로(20)를 준비한다. 즉, 상기 코일링장치(30)에는 제조하고자 하는 스프링의 형상과 크기에 대응되는 심봉(200)을 상기 코일링축(122)에 볼트로 장착하며, 상기 코일링장치 제어부(32)를 통하여 코일링장치(30)에 스프링 성형조건을 설정하여 준비한다.

그리고, 상기 심봉(200)을 회전시켜 상기 소재고정부(220)가 상기 심봉(200)의 상측에 위치되도록 한다. 또한, 상기 가이드이송대(360)는 상기 심봉가이드(320)는 상기 심봉(200)에 접하도록 이동하여 심봉(200)이 회전하더라도 회전축이 흔들리지 않도록 한다.

상기 가열로(20)는 상기 가열로레일(28)에서 이동시켜 상기 가열구간(22)의 연장선상에 상기 소재고정부(220)가 배치되도록 한다. 그리고, 상기 가열로(20)는 예열하여 상기 소재가 유입됨과 동시에 가열되도록 준비한다.[준비단계;S100]

그리고, 스프링 제조에 사용되는 봉 형상으로 소정의 길이를 가지는 소재를 상기 소재이송부위에 이송시킨다. 상기 실시예에서 사용되는 소재는 직경이 40mm, 길이 11mm로 단면이 원인 봉 형상이다.

상기 소재가 상기 소재이송레일(14) 위에 배치되어, 소재를 상기 가열로(20)의 유입구(23)를 향하여 밀어서 가열로(20)로 이송시킨다.[소재이송단계;S200]

상기 소재의 일부분은 상기 유입구(23)를 통과하여 가열구간(22)에서 가열되면, 상기 가열되지 않은 소재의 단부를 밀어서 상기 소재가 배출구(24)를 통하여 가열구간(22)의 외부로 배출된다. 즉, 상기 소재는 상기 가열구간(22)에서 순간적으로 가열되며, 고주로파유도로로 구성된 가열로(20)에 의하여 소재는 배출구(24)를 통과할 때 된다.[가열단계;S300]

상기 배출구(24)를 통과한 소재의 단부는 연속적으로 이동하여 상기 제 1 가이드(342)와 제 2 가이드(344)를 통과하면서 소재의 수평과 수직위치가 정렬된다. 그리고, 상기 소재의 단부는 상기 소재고정부(220)에 삽입되며, 이때 상기 심 봉(200)은 회전하게 되며, 소재는 소재고정부(220)에 고정된 채 심봉(200)의 둘레를 감싸게 된다.

그리고, 상기 소재는 가열로(20)에서 지속적으로 상기 심봉(200)으로 유입되어 권선되며, 상기 가이드이송대(360)는 전측으로 이동함에 따라 스프링 형상으로 제조되어 진다. 따라서, 상기 소재가 코일링장치(30)에서 권선되는 속도는 상기 가열로(20)에서 소재가 가열되어 이송되는 속도와 대응되어 동일한 속도가 된다. 또한, 소재의 단부가 상기 가열구간(22)을 완전히 통과하여 심봉(200)을 감싸면 권선이 완료되어 스프링의 성형이 완료된다. [코일링단계;S400]

이와 같이 소재의 단부가 가열로(20)를 통과하여 코일링장치(30)로 이동될 때, 가열로(20)의 유입구(23)에는 지속적으로 소재의 일부분이 유입된다. 즉, 하나의 스프링을 제조함에 있어서, 소재이송단계와 가열단계 및 코일링단계의 일부가 동시에 진행된다.

스프링의 성형이 완료되면, 성형된 스프링의 단부를 심봉(200)의 전측으로 조금 더 이동시킨다. 그리고, 상기 심봉가이드(320)를 심봉(200)에 이격되도록 한 상태에서, 상기 가이드이송대(360)를 상기 소재고정부(220)까지 다시 이동시킨다. 그 후 상기 심봉가이드(320)가 심봉(200)과 접한 상태에서 후측으로 이동시키면 상기 스프링이 심봉(200)에서 탈거된다.

상기 탈거된 스프링은 요구되는 성형품의 크기만큼 스프링의 길이를 절단하고, 스프링의 단부를 가공하여 양단부가 평탄하도록 한다. 뿐만아니라 스프링의 내경부도 가공한다. [스프링 가공단계;S420]

그리고, 가공이 완료된 스프링은 열처리를 한다. 열처리는 담금질과 뜨임 열처리를 진행하는 것으로 스프링이 열처리가 진행되는 동안 변형이 되지않도록 고정용 지그에 장착한다. 그리고, 상기 스프링은 850℃에서 담금질과 450℃에서 뜨임 열처리를 하여 완료되면 공냉시킨다.[열처리단계;S500]

또한, 상기 열처리된 스프링은 쇼트피닝(shot peening)한다. 쇼트피닝은 작은 강구를 고속으로 스프링 표면에 투사하는 가공으로 스프링의 피로한도를 향상시킨다. [쇼트피닝단계;S600] 쇼트피닝이 완료되면 스프링 외면을 폴리싱하고, 자분탐상검사를 실시한다.

자분탐상검사를 만족시킨 스프링은 셋팅작업을 하게된다. 상기 셋팅작업은 상기 스프링에서 스프링의 요구되는 압축길이인 320mm가 되도록 압축 후 10회 하중시험을 하여 하중 및 자유장의 변화가 없도록 스프링의 영구변형을 감소시킨다. [셋팅단계;S700]

이처럼, 상기 스프링 성형장치에 의하면, 가열로(20)의 크기가 소재의 전부를 가열하지 않아도 소재의 가열 및 권선이 가능하여 열간 스프링의 제조가 가능하게 되며, 소재는 가열과 권선되는 작업이 동시에 진행되어 스프링으로 연속적으로 성형되어 스프링 성형시간이 감소된다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 스프링 성형장치의 외형을 보인 개략적인 상면도.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 스프링 성형장치의 외형을 보인 사시도.

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 요부구성인 코일링장치의 외형을 보인 사시도.

도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 요부구성인 코일링장치의 외형을 보인 부분사시도.

도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 요부구성인 코일링장치의 외형을 보인 측면도.

도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 스프링 제조방법의 순서도.

도 7 과 8 은 본 발명의 실시예에 따른 스프링 성형장치의 동작을 보인 단면도.

Claims

스프링의 성형을 위한 코일링장치 및 가열로를 준비하는 준비단계;

소정의 길이를 가지는 소재가 가열로로 이송되는 소재이송단계;

상기 소재의 일부분이 상기 가열로에서 순간적으로 가열되는 가열단계;

상기 가열단계를 통과하는 소재가 상기 코일링장치에 의해 권선되어 스프링으로 성형되는 코일링단계;

상기 스프링이 담금질 및 뜨임 열처리되는 열처리단계;

상기 열처리된 스프링이 쇼트피닝되는 쇼트피닝단계;

상기 쇼트피닝이 완료된 스프링의 영구변형을 감소시키는 셋팅단계;를 포함하여 구성되는 스프링 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 코일링단계에서 상기 이송단계가 일부 진행되어, 소재는 가열로에 이송되며 동시에 코일링장치에서 권선되는 스프링 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 코일링단계와 열처리단계 사이에 요구되는 성형품의 크기로 스프링의 단부를 가공하는 스프링 가공단계가 포함되는 스프링 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 소재이송단계 전에 제조되는 스프링의 형상 및 크기에 대응되도록 상기 코일링장치에서 소재가 권선되는 심봉이 변경장착되는 스프링 제조방법.