KR20110038829A

KR20110038829A - 산업기계용 풀리의 제조방법 및 그 풀리

Info

Publication number: KR20110038829A
Application number: KR1020090095998A
Authority: KR
Inventors: 김동진
Original assignee: 주식회사전우정밀
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2011-04-15
Also published as: KR101114519B1

Abstract

본 발명은 일면은 투입된 소재(10)를 이용하여 산업기계용 풀리를 성형하는 방법에 있어서: 상기 소재(10)를 일정한 크기로 재단하여 원형으로 절취하는 블랭킹(Blanking) 공정(S10); 상기 소재(10)의 중앙면에 다단계로 소성되면서 돌출되는 보스(11)를 성형하는 드로잉(Drawing) 공정(S20); 상기 소재(10)에 돌출된 보스(11)의 중앙에 펀칭하여 플랜지(12)를 형성하는 피어싱 & 버링(Piercing & Burring) 공정(S30); 상기 플랜지(12)의 상부 가장자리를 절곡하여 이중의 플랜지(12)를 형성하는 업 드로잉(Up Drawing) 공정(S40); 상기 플랜지(12)의 일측에 홀(13)을 뚫고 타측부에 압인하여 키이(14)를 형성하는 피어싱 & 코이닝(Piercing & Coining) 공정(S50); 및 상기 플랜지(12)의 외주면에 그루우브 가공하여 벨트홈(15)을 형성한 다음 절곡하여 풀리로 완성하는 풀리성형공정(S60);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 본 발명은, 가공품질을 유지하면서 공정 소요시간을 단축하여 생산성 향상을 도모하고, 가공비와 원가절감을 기여됨과 동시에 친환경적으로 생산이 가능한 효과가 있다.

풀리, 드로오닝, 피어싱, 코이닝, 공정단축, 생산성

Description

산업기계용 풀리의 제조방법 및 그 풀리{Method and pulley for manufacturing an industrial machines pulley}

본 발명은 산업기계용 풀리의 성형에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 산업기계의 동력을 전달하는 축단에 설치되는 풀리의 제조에 있어서 가공품질을 유지하면서 공정 소요시간을 단축하여 생산성 향상을 도모하고, 가공비와 원가절감을 기여됨과 동시에 친환경적으로 생산이 가능한 산업기기용 풀리의 제조방법 및 그 풀리에 관한 것이다.

통상적으로, 산업용 기계는 모터의 회전동력을 전달받아 작용을 하는 에어컨용 압축기(콤푸레샤), 냉각수펌프, 발전기, 파워핸들용 유압장치 등이 있는데, 이러한 장치들은 엔진의 동력을 벨트로 전달받기 위하여 벨트풀리를 구성하고 있다.

이러한 종래의 산업용 기계의 벨트풀리들에 대하여 살펴보면, 통상 로타와 벨트홈 부분을 별도로 제작하여 용접공법에 의해 접합하거나, 주물로 형상을 제작하여 기계가공으로 벨트홈을 제조한다.

그런데, 종래의 이러한 제조방법에 의하면 기본적으로 제조공정이 복잡하고 가공량에 시간과 비용이 많이 소요되며, 열간 단조 시에 응력이 자주 발생한 부분 에 균열이 발생하기 쉽고 부식이 발생하는 확률도 높은 문제가 있었다.

또한, 가공에 의해 절삭되는 부분이 많으므로 상당한 재료의 낭비가 뒤따르고 그에 따라 불필요하게 제조비용이 상승하는 단점이 있었다.

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 가공품질을 유지하면서 공정 소요시간을 단축하여 생산성 향상을 도모하고, 가공비와 원가절감을 기여됨과 동시에 친환경적으로 생산이 가능한 산업기기용 풀리의 제조방법 및 그 풀리를 제공하려는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 일면은 투입된 소재를 이용하여 산업기계용 풀리를 성형하는 방법에 있어서: 상기 소재를 일정한 크기로 재단하여 원형으로 절취하는 블랭킹(Blanking) 공정; 상기 소재의 중앙면에 다단계로 소성되면서 돌출되는 보스를 성형하는 드로잉(Drawing) 공정; 상기 소재에 돌출된 보스의 중앙에 펀칭하여 플랜지를 형성하는 피어싱 & 버링(Piercing & Burring) 공정; 상기 플랜지의 상부 가장자리를 절곡하여 이중의 플랜지를 형성하는 업 드로잉(Up Drawing) 공정; 상기 플랜지의 일측에 홀을 뚫고 타측부에 압인하여 키이를 형성하는 피어싱 & 코이닝(Piercing & Coining) 공정; 및 상기 플랜지의 외주면에 그루우브 가공하여 벨트홈을 형성한 다음 절곡하여 풀리로 완성하는 풀리성형공정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 따른 플랜지의 일측 홀에 볼트를 체결하고 타측의 키이가 일체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적 이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 가공품질을 유지하면서 공정 소요시간을 단축하여 생산성 향상을 도모하고, 가공비와 원가절감을 기여됨과 동시에 친환경적으로 생산이 가능한 효과를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 주요 공정을 통하여 제품의 성형 상태를 나타내는 공정도, 도 2는 본 발명에 따른 주요 공정을 통하여 제품의 성형 상태를 단면하여 나타내는 순서도이다.

본 발명은 일면은 투입된 소재(10)를 이용하여 산업기계용 풀리를 성형하는 방법에 관련되는 바, 가공품질을 유지하면서 생산성과 원가절감을 기여함과 친환경적으로 생산이 가능하는 것을 기술적 요지로 한다.

본 발명에 의하면 상기 소재(10)를 일정한 크기로 재단하여 원형으로 절취하는 블랭킹(Blanking) 공정(S10)을 거친다. 여기서 블랭킹(Blanking)이란 프레스작업에서 다이구멍 속으로 떨어지는 쪽이 제품으로 되고, 외부에 남아있는 부분은 스크랩이 되는 가공을 말하며 펀치, 다이, 스트리퍼 등으로 이루어져 있다. 이때, 다이치수가 소재(10)의 치수가 되며 펀치측에 소재(10)의 두께의 따른 클리어런스를 고려하며 일반적으로 펀치측에 버어(burr)가 발생한다. 따라서 상기 소재(10)는 프레스 금형을 통하여 용기형태로 소성가공 되므로 그 변형을 시뮬레이션하여 전개도에 맞게 소재(10)를 최적의 크기로 결정한다. 소재의 크기가 결정되면 소재를 결정된 크기에 맞게 절취한다.

또, 본 발명에 의하면 상기 소재(10)의 중앙면에 다단계로 소성되면서 돌출되는 보스(11)를 성형하는 드로잉(Drawing) 공정(S20)을 거친다. 드로잉(Drawing)이라 함은 금속형(金屬型)을 사용해서 판상(板狀)의 재료를 원통형 ·반구형(半球形)으로 성형하는 기계가공의 하나로서, 재료의 전성(展性)을 이용하여 원하는 형태의 이음매가 없는 그릇 모양 또는 통 모양의 제품을 성형하는 가공법이다.

이에 따른 가공법에는 적당한 받침대 위에서 해머 등으로 두들겨서 성형하는 타출법(panel beating), 다이와 펀치를 사용하는 형 드로잉(die drawing), 선반에서 판재를 형으로 눌러 성형하는 스피닝(spinning) 등이 있는데 이때, 본 발명은 형 드로잉(die drawing)을 이용하여 가공하며 크게 상형, 하형, 블랭크 홀더로 구성된다. 따라서 상기 블랭킹(Blanking) 공정(S10)을 거친 원형의 평판 소재(10)는 펀치가 다이속으로 유입시키면서 펀치 모양의 보스(11)를 성형한 다음, 1차 드로 잉(Drawing)되어 보스(11)가 형성된 소재(10)를 3단계에 걸쳐 재드로잉(Re-Drawing)하여 보스(11)의 높이를 설계치로 차츰 증가시킨다. 이때, 딥 드로잉가공(Deep drawing)으로서 1단계만으로도 가능하나 부풀어 오름 또는 파단현상이 일어난다. 원통보다는 각통형의 딥 드로잉가공(Deep drawing)은 가공법보다는 금형 개발이 요구되어 배제한다.

또한, 본 발명에 의하면 상기 소재(10)에 돌출된 보스(11)의 중앙에 펀칭하여 플랜지(12)를 형성하는 피어싱 & 버링(Piercing & Burring) 공정(S30)을 거친다. 프레스용 피어싱 다이는(Die Piercing) 앞서 설명한 블랭킹(Blanking) 공정(S10)의 반대되는 개념으로서 타발된 쪽이 스크랩이 되며 나머지가 제품이 되는 것으로 크게 다이홀더, 펀치 플레이트, 스트리퍼, 펀치홀더로 구성된다. 또한 피어싱(Piercing)은 블랭킹(Blanking)과 동일하게 클리어런스를 고려하나 이와 반대, 즉 하방향으로 버어(burr)가 발생한다.

이에 따른 버어(burr)는 금속 등을 가공할 때 생기는 얇은 지느러미 모양의 잉여 부분을 버어(burr)라고 하는데, 전단가공에서 생기는 버어(burr)는 롤오버 버어(burr)라고 한다. 따라서, 상기 드로잉(Drawing) 공정(S20)을 거친 소재(10)는 보스(11)의 상부 중앙에 홀을 뚫는 피어싱(Piercing)을 수행하고, 이후 보스(11)의 내경크기로 된 펀치를 하부에서 밀어 넣어 소재(10)로부터 중앙에 관통된 플랜지(12)를 형성하는 버링(Burring)을 수행한다.

또한, 본 발명에 의하면 상기 플랜지(12)의 상부 가장자리를 절곡하여 이중의 플랜지(12)를 형성하는 업 드로잉(Up Drawing)을 수행한다. 일정 길이로 돌출된 플랜지(12)를 반으로 절곡하여 이중의 플랜지(12)로 형성하는 업 드로잉(Up Drawing)을 수행한다. 즉, 업 드로잉(Up Drawing)을 거친 플랜지(12)를 단면으로 절단하여 보면 2겹으로 이루어진 것을 알 수가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 상기 플랜지(12)의 일측에 홀(13)을 뚫고 타측에 압인하여 키이(14)를 형성하는 피어싱 & 코이닝(Piercing & Coining) 공정(S50)을 수행한다. 코이닝(Coining)이라 함은 압인가공이라고도 하며 소재 표면에 필요한 모양이나 무늬가 있는 형공구(型工具)를 눌러서, 비교적 얕은 요철(凹凸)이 생기게 하는 것으로 소성가공법의 하나이다. 이는 재료가 보통 부드러울수록 가공하기 쉬우나 단단한 재료라도 풀림(어닐링)하면 가공할 수 있다. 가공압력을 조금이라도 낮추기 위해 소재재질(素材材質) ㆍ소재형상ㆍ형의 설계 등에 세심한 배려를 하고 가공압력은 형의 전진과 함께 증가하고 가공이 끝날 단계에서 급격히 증가한다. 키이(14)를 형성하기 위해서는 변형량(變形量) 및 스트로크(行程)가 일반적으로 짧기 때문에 압인가공용 프레스로서는 큰 에너지가 필요 없으나, 플랜지(12)에 키이(14)를 충분히 내기 위해서는 종속도(終速度)가 느린 편이 바람직하다. 이에 따라, 상기 이중으로 이루어진 플랜지(12)에 일측으로 관통되는 홀(13)을 뚫는 피어싱(Piercing)을 수행함과 함께 타측으로 플랜지(12) 내부로 키이(14)가 돌출되도록 압인하는 코이닝(Coining)을 동시에 수행한다. 이때, 플랜지(12) 내경의 벽두께를 얇게 하고, 벽두께를 고르게 하여 원통도를 향상시키고, 그 표면을 매끄럽게 해주는 아이오닝(Ironing) 공정도 추가할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 상기 플랜지(12)의 외주면에 그루우브 가공하여 벨 트홈(15)을 형성한 다음 절곡하여 풀리로 완성하는 풀리성형공정(S60)을 거친다. 이는 플랜지(12) 내부로 관통된 홀(13)상에 볼트(도면번호 미부여)를 체결하고, 플랜지(12) 외주면 즉, 소재(10)의 평면을 기준하여 보았을 때 플랜지(12)의 외측으로 일체로 구비되는 바닥면에 다단의 벨트홈(15)을 형성하는 그루우브 가공을 거친 후 다시 절곡하여 풀리를 완성한다. 이때, 상기 다단의 벨트홈(15) 개수와 모양은 도면에 도시되는 것에 국한되지 않으며, 상기 전공정은 프레스 금형(Press Mold)으로 성형하도록 이루어지며 각각의 공정별로 금형을 두어 트랜스퍼 다이 (Tranper Die)로도 가능하나 프로그레시브 다이(Progressive Die)를 사용하여 상기 공정을 순차적으로 한 금형내에서 전진이송하면서 완성해 나가도록 함이 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 완성된 풀리의 요부를 나타내는 구성도이다.

도 3은 본 발명에 의하면 플랜지(12)의 일측 홀(13)에 볼트를 체결하고 타측의 키이(14)가 일체로 이루어진다. 즉, 상술한 바와 같이 피어싱 & 코이닝(Piercing & Coining) 공정(S50)을 통하여 형성된 홀(13)에 볼트(도면번호 미부여)를 미리 체결한 뒤, 풀리성형공정(S60)을 통하여 볼트의 이탈 또한 완벽히 억제하고 키이(14)가 일체로 형성된 상태에서 다단의 벨트홈(15)을 형성하는 그루우브 가공을 거친 후 다시 절곡하여 풀리를 완성한다.

이와 같이, 본 발명은 가공품질을 유지하면서 공정 소요시간을 단축하여 생산성 향상을 도모하고, 가공비와 원가절감을 기여됨과 동시에 친환경적으로 생산이 가능하다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위 를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 주요 공정을 통하여 제품의 성형 상태를 나타내는 공정도,

도 2는 본 발명에 따른 주요 공정을 통하여 제품의 성형 상태를 단면하여 나타내는 순서도,

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *

10 : 소재 11 : 보스

12 : 플랜지 13 : 홀

14 : 키이 15 : 벨트홈

Claims

일면은 투입된 소재(10)를 이용하여 산업기계용 풀리를 성형하는 방법에 있어서:

상기 소재(10)를 일정한 크기로 재단하여 원형으로 절취하는 블랭킹(Blanking) 공정(S10);

상기 소재(10)의 중앙면에 다단계로 소성되면서 돌출되는 보스(11)를 성형하는 드로잉(Drawing) 공정(S20);

상기 소재(10)에 돌출된 보스(11)의 중앙에 펀칭하여 플랜지(12)를 형성하는 피어싱 & 버링(Piercing & Burring) 공정(S30);

상기 플랜지(12)의 상부 가장자리를 절곡하여 이중의 플랜지(12)를 형성하는 업 드로잉(Up Drawing) 공정(S40);

상기 플랜지(12)의 일측에 홀(13)을 뚫고, 타측에 압인하여 키이(14)를 형성하는 피어싱 & 코이닝(Piercing & Coining) 공정(S50); 및

상기 플랜지(12)의 외주면에 그루우브 가공하여 벨트홈(15)을 형성한 다음 절곡하여 풀리로 완성하는 풀리성형공정(S60);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업기계용 풀리의 제조방법.
제 1항의 방법을 이용하여 상기 플랜지(12)의 일측 홀(13)에 볼트를 체결하고, 타측의 키이(14)가 일체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업기계용 풀리.