KR20130050492A - 선박용 엔진 실린더 커버의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선박용 대형 엔진의 실린더 커버를 제조함에 있어서 금속의 내부 조직이 치밀하여 결함이 적고, 가공 중 버려지는 재료의 양을 절감할 수 있으며, 가공 시간이나 가공 비용을 절감할 수 있도록 설계된 실린더 커버의 제조방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명에서는, 원기둥 형상의 몸통부와 상기 몸통부 상단에 몸통부의 직경보다 크게 일체로 형성되는 플랜지부로 이루어지고, 상기 플랜지부와 몸통부의 중심부를 관통하는 펀치홀을 가지는 선박용 엔진 실린더 커버를 제조하기 위한 것으로서, 가) 가열된 잉곳에 대하여 1차 업셋팅 및 코깅을 포함하는 자유 단조 공정을 수행하여 입체 형상의 성형체를 형성하는 단계; 나) 상기 성형체를 재가열하는 단계; 다) 재가열된 상기 성형체를 2차 업셋팅하는 단계; 라) 상기 다) 단계에서 2차 업셋팅된 성형체를, 중심부에 관통홀이 형성되고 관통홀의 내경면과 상면이 만나는 모서리에 라운드가 형성되며, 상면에는 내경면 측에서 외경면 측으로 갈수록 하향 경사지도록 된 하향 경사면이 형성되는 1차 단조 금형 내에 위치시키고 유압 프레스로 가압하여 형 단조함으로써 원기둥 형상의 몸통부와 이보다 직경이 큰 플랜지부가 일체로 된 1차 금형 단조 성형체를 형성하는 단계; 마) 상기 1차 금형 단조 성형체를, 중심부에 관통홀이 형성되고 관통홀의 내경면과 상면이 만나는 모서리에 라운드가 형성되며, 상면은 평탄면을 이루는 2차 단조 금형 내에 위치시키고 유압 프레스로 가압하여 형 단조함으로써 몸통부와 플랜지부로 구성되는 2차 금형 단조 성형체를 형성하는 단계; 바) 상기 2차 금형 단조 성형체의 플랜지부와 몸통부의 중심부를 상하로 관통하는 펀치홀을 형성하여 펀칭 성형체를 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 실린더 커버의 제조방법에 관하여 개시한다.
이를 위하여 본 발명에서는, 원기둥 형상의 몸통부와 상기 몸통부 상단에 몸통부의 직경보다 크게 일체로 형성되는 플랜지부로 이루어지고, 상기 플랜지부와 몸통부의 중심부를 관통하는 펀치홀을 가지는 선박용 엔진 실린더 커버를 제조하기 위한 것으로서, 가) 가열된 잉곳에 대하여 1차 업셋팅 및 코깅을 포함하는 자유 단조 공정을 수행하여 입체 형상의 성형체를 형성하는 단계; 나) 상기 성형체를 재가열하는 단계; 다) 재가열된 상기 성형체를 2차 업셋팅하는 단계; 라) 상기 다) 단계에서 2차 업셋팅된 성형체를, 중심부에 관통홀이 형성되고 관통홀의 내경면과 상면이 만나는 모서리에 라운드가 형성되며, 상면에는 내경면 측에서 외경면 측으로 갈수록 하향 경사지도록 된 하향 경사면이 형성되는 1차 단조 금형 내에 위치시키고 유압 프레스로 가압하여 형 단조함으로써 원기둥 형상의 몸통부와 이보다 직경이 큰 플랜지부가 일체로 된 1차 금형 단조 성형체를 형성하는 단계; 마) 상기 1차 금형 단조 성형체를, 중심부에 관통홀이 형성되고 관통홀의 내경면과 상면이 만나는 모서리에 라운드가 형성되며, 상면은 평탄면을 이루는 2차 단조 금형 내에 위치시키고 유압 프레스로 가압하여 형 단조함으로써 몸통부와 플랜지부로 구성되는 2차 금형 단조 성형체를 형성하는 단계; 바) 상기 2차 금형 단조 성형체의 플랜지부와 몸통부의 중심부를 상하로 관통하는 펀치홀을 형성하여 펀칭 성형체를 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 실린더 커버의 제조방법에 관하여 개시한다.
Description
본 발명은 선박의 엔진과 같은 대형 엔진의 실린더 커버를 제조하기 위한 공정에 관한 것으로서, 구체적으로는 선박용 엔진의 실린더 커버를 자유단조와 형단조를 거쳐 제작함에 있어서 소재의 절감을 이루고 가공시간과 가공비용을 절약할 수 있도록 개선된 실린더 커버의 제조방법에 관한 것이다.
선박용 엔진의 실린더 커버(10)는 대형 엔진의 상부에 장착되는 것으로서 도1에 도시한 바와 같이 전체적으로 원통형의 형상을 이루는 몸통부(12)와 상기 몸통부(12)의 상부에 보다 큰 직경으로 일체로 형성되는 플랜지부(11)로 이루어지고, 중심부를 관통하도록 내경홀(13)이 형성된다.
이러한 선박용 엔진의 실린더 커버는 종래 주조 또는 단조공정에 의하여 제조하는 것이 일반적이었는바 공개특허공보 제10-2005-0037067호 "대형 엔진 실린더 커버의 형단조 공법 및 장치" (2005.04.21) 및 공개실용신안공보 제20-2008-0006616호 "단조 소재를 이용한 선박 엔진 조립용 실린더 커버" (2008.12.31)에는 단조에 의하여 실린더 커버를 제조하는 방법에 관하여 개시하고 있으며, 등록특허 제10-0960268호 "선박 엔진용 실린더 커버의 제조방법 및 이에 의해 제조된 선박 엔진용 실리더 커버(2010.06.04) 및 등록특허 제10-019709호 "선박 엔진의 실린더 커버 제조방법" (1999.06.15)에서는 주조에 의하여 실린더 커버를 제조하는 방법에 관하여 개시하고 있다.
그러나, 전기의 공개된 단조 방식의 경우 실린더 커버를 제조하는 공정에서 자유단조 공정이 대폭 생략되어 완성품인 실린더 커버의 내부 조직에 잔류 인장 응력 등에 의한 조직 결함이 발생하기 쉽고 금속 조직의 내부에 크랙이 발생한다는 문제가 있으며, 주조 방식의 경우에는 금속의 내부 조직이 치밀하지 못하다는 문제가 있다.
따라서, 금속의 내부 조직이 치밀하여 조직 결함이 적어 기계적 강도와 내구성이 우수하며, 동시에 소요 재료의 절감, 가공시간 및 가공비용의 절감을 이룰 수 있도록 실린더 커버의 제조 공정을 개선할 필요가 생기게 되었다.
본 발명의 목적은 종래의 자유 단조 또는 형 단조에 의한 실린더 커버의 제조공정과 단조 금형을 개선함으로써 금속의 내부 조직을 치밀하게 하고 이에 따라 완제품의 기계적 강도와 내구성을 향상시키는 것이다.
또한, 본 발명에서는 단조 공정의 개선으로 실린더 커버의 제조에 소요되는 재료 소모량을 절감하고, 가공시간 및 가공비용을 감소시킴으로써 결과적으로 실린더 커버의 생산성을 향상시키고자 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명에서는, 원기둥 형상의 몸통부와 상기 몸통부 상단에 몸통부의 직경보다 크게 일체로 형성되는 플랜지부로 이루어지고, 상기 플랜지부와 몸통부의 중심부를 관통하는 펀치홀을 가지는 선박용 엔진 실린더 커버를 제조하기 위한 것으로서, 가) 가열된 잉곳에 대하여 1차 업셋팅 및 코깅을 포함하는 자유 단조 공정을 수행하여 입체 형상의 성형체를 형성하는 단계; 나) 상기 성형체를 재가열하는 단계; 다) 재가열된 상기 성형체를 2차 업셋팅하는 단계; 라) 상기 다) 단계에서 2차 업셋팅된 성형체를, 중심부에 관통홀이 형성되고 관통홀의 내경면과 상면이 만나는 모서리에 라운드가 형성되며, 상면에는 내경면 측에서 외경면 측으로 갈수록 하향 경사지도록 된 하향 경사면이 형성되는 1차 단조 금형 내에 위치시키고 유압 프레스로 가압하여 형 단조함으로써 원기둥 형상의 몸통부와 이보다 직경이 큰 플랜지부가 일체로 된 1차 금형 단조 성형체를 형성하는 단계; 마) 상기 1차 금형 단조 성형체를, 중심부에 관통홀이 형성되고 관통홀의 내경면과 상면이 만나는 모서리에 라운드가 형성되며, 상면은 평탄면을 이루는 2차 단조 금형 내에 위치시키고 유압 프레스로 가압하여 형 단조함으로써 몸통부와 플랜지부로 구성되는 2차 금형 단조 성형체를 형성하는 단계; 바) 상기 2차 금형 단조 성형체의 플랜지부와 몸통부의 중심부를 상하로 관통하는 펀치홀을 형성하여 펀칭 성형체를 형성하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 실린더 커버의 제조방법이 제안된다.
여기서, 상기 라) 단계와 마) 단계의 사이에, 상기 1차 금형 단조 성형체를 돌려가며 상·하부 다이로 플랜지부의 외주면을 가압하여 원주면 형상으로 자유 단조하는 단계가 더 포함될 수 있다.
한편, 위의 바) 단계 이후에 상기 펀칭 성형체의 플랜지부의 펀치홀 내경에 플랜지부 내경 치구를 삽입한 후 펀칭 성형체를 돌려가며 상·하부 다이로 플랜지부의 외주면을 가압하여 원주면 형상으로 자유 단조하는 단계가 수행되는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 의하면 자유 단조와 형 단조가 조합된 다단계의 단조 공정 및 형 단조 공정에 최적화된 단조 금형을 사용하여 실린더 커버를 제조하게 되므로 단조 공정에 의하여 생산된 실린더 커버의 내부 금속 조직이 치밀하고 결함이 적어 불량 발생율이 매우 낮다는 장점이 있다.
또한, 1차 및 2차 단조 금형의 형상을 실린더 커버에 최적화되도록 설계하여 적용함으로써 전체적으로 제품 형상의 보정에 소요되는 재료의 소모량과 시간이 절약되어 결과적으로 생산성이 향상되는 효과가 있다.
도1은 선박용 엔진의 실린더 커버의 개략적인 외관 사시도 및 정단면도.
도2는 본 발명에 따른 실린더 커버의 제조공정 중 1차 단조 공정도.
도3은 본 발명에 따른 실린더 커버의 제조공정 중 2차 단조 공정도.
도4는 1차 단조 금형의 일 예를 보인 정단면도.
도5는 본 발명에 따른 1차 단조 금형과 2차 단조 금형의 개략적인 정단면도.
도2는 본 발명에 따른 실린더 커버의 제조공정 중 1차 단조 공정도.
도3은 본 발명에 따른 실린더 커버의 제조공정 중 2차 단조 공정도.
도4는 1차 단조 금형의 일 예를 보인 정단면도.
도5는 본 발명에 따른 1차 단조 금형과 2차 단조 금형의 개략적인 정단면도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작동원리에 관하여 상술한다.
도2는 본 발명에 실린더 커버의 제조공정 중 1차 단조 공정도이고, 도3은 본 발명에 따른 실린더 커버의 제조공정 중 2차 단조 공정도이다.
본 발명의 실린더 커버 제조공정은 크게 1차 단조 공정과 2차 단조 공정으로 이루어지는데 1차 단조 공정에서는 1차 가열된 잉곳(20)을 업셋팅(upsetting) 하고 홀더부(21a)가 형성된 성형체를 코깅(cogging)한 후 홀더부를 화염절단하는 공정이 수행되고, 2차 단조 공정에서는 2차 가열된 성형체에 대하여 자유단조와 1차 및 2차 금형 단조를 실시하여 최종적으로 피니시 단조 성형체를 형성하는 공정이 수행된다.
먼저, 실린더 커버(10)를 제조하기 위한 기초 소재인 잉곳(20)을 가열로의 고온에서 가열한다(도2의 (a)).
가열된 잉곳(20)은 중량물 이송용 통이나 천정형 크레인을 이용하여 중량물 단조용 대형 유압 프레스(미도시)로 이동시켜 유압 프레스의 상부 다이(201)와 하부 다이(202) 사이에 위치시킨다. 이후 상부 다이(201)로 잉곳(20)을 수직으로 가압하여 업셋팅한다(도2의 (b)). 이때 상부 다이(201)는 판면의 면적이 잉곳(20)의 단면적보다 넓은 것을 사용하며, 하부 다이(202)로는 중앙부가 오목하게 함몰되어 잉곳(20)의 하단부(20a)가 삽입될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이러한 업셋팅 공정을 거치면 도2의 (c)와 같이 홀더부(21a)를 가지는 1차 업셋팅 성형체(21)가 얻어진다.
다음으로 상기 1차 업셋팅 성형체(21)를 평다이를 가지는 유압 프레스의 상부 다이(203)와 하부 다이(204) 사이에 위치시키고 자유 단조하여 상하의 폭을 줄이고 길이를 늘리는 코깅작업을 수행한다. 이때, 집게차와 같은 매니퓰레이터로 홀더부(21a)를 파지한 후 소재를 돌려가며 자유 단조를 실시한다 (도2의 (d)).
이와 같은 코깅 작업에 의하여 1차 업셋팅 성형체(21)의 상하 폭은 줄어들고 좌우 길이는 늘어난 형상인 코깅 성형체(22)가 얻어진다 (도2의 (e)).
코깅 성형 공정이 완료한 후 코깅 성형체(22)의 홀더부(22a)를 절단하여 제거함으로써(도2의 (f)) 도2의 (g)와 같은 커팅 성형체(23)가 얻어진다. 상기 홀더부(22a)의 커팅은 화염 절단(flame cutting) 방식을 이용하여 수행된다.
이상의 단계들을 거치고 나면 비로소 1차 단조 공정이 완료하는데 이후의 2차 단조 공정을 진행하기 전에 가열로에서 2차 가열공정을 거치게 된다.
2차 단조 공정을 위하여 먼저 상기 커팅 성형체(23)를 가열로에 장입하여 재가열한다.
이후 가열된 커팅 성형체(23)를 유압 프레스가 위치한 장소로 이동시켜 상부 다이(205)와 하부 다이(206)를 사용하여 가압하여 2차 업셋팅함으로써(도3의 (h)) 도3의 (i)와 같은 2차 업셋팅 성형체(24)를 형성한다.
다음으로 상기 2차 업셋팅 성형체(24)를 상부 다이(207)와 하부 다이(208)를 사용하여 자유 단조하여 2차 업셋팅 단조 성형체(25)를 형성한다(도3의 (j)). 본 단계의 단조 공정은 2차 업셋팅 성형체의 내부 금속 조직을 치밀하게 하여 조직 결함을 없애기 위하여 수행된다.
상기 2차 업셋팅 단조 성형체(25)는 도3의 (k)과 같이 1차 단조 금형(50)에 위치시킨 후 유압 프레스로 가압하여 형 단조를 실시함으로써 도3의 (l)과 같은 1차 금형 단조 성형체(26)를 형성한다. 상기 1차 금형 단조 성형체(26)는 원기둥 형상의 몸통부(26b)와 상기 몸통부(26b)의 상단에 보다 큰 직경의 원판 또는 원기둥 형상의 플랜지부(26a)로 이루어진다.
도4는 1차 단조 금형의 일 예를 보인 정단면도이고, 도5는 본 발명에 따른 1차 단조 금형과 2차 단조 금형의 개략적인 정단면도이다.
상기 1차 금형 단조 단계에서 사용되는 1차 단조 금형(40)을 도4와 같은 형상으로 하는 경우에는 도시한 바와 같이 1차 금형 단조 성형체(26)의 플랜지부(26a)의 하단부 모서리에 곡률반경이 큰 모서리 라운드부(R)가 형성되어 버려지는 재료의 양이 많게 되어 불리하다.
즉, 도4의 1차 단조 금형(40)은 전체적으로 중심부에 관통홀이 형성되는 중공 원기둥 형상으로 된 것으로서 1차 금형 단조 성형체(26)의 몸통부(26b)가 밀착하여 성형되도록 하는 내경면(41)과 상단의 평탄면(43) 및 이들을 연결하는 모서리 부위인 라운드 모서리(42)로 이루어진다.
이러한 형상의 단조 금형을 사용하는 경우 단조 금형(40)의 상면이 평탄면(43)으로 이루어지므로 2차 업셋팅 성형체(24) 또는 2차 업셋팅 단조 성형체(25)를 단조 금형의 관통홀에 삽입하여 위치시킨 후 유압 프레스의 상부 다이로 가압하게 되면 도4의 (a)에 도시한 바와 같이 플랜지부(26a)의 하단부 테두리 부위에 곡률이 큰 모서리 라운드부(R)가 형성된다.
그런데, 도4의 (b)에 나타난 바와 같이 실린더 커버의 최종 제품의 플랜지부의 형상은 도면에서 점선으로 표시한 부분의 윗부분(h1)에 해당하므로 플랜지부(26a)의 하단부 중 점선 이하의 부분(h2)을 제거해야 하고 이 과정에서 소재의 상당 부분이 버려지게 되는 비경제가 발생하고 그에 따라 공정시간과 공정비용도 그만큼 상승하게 되는 문제가 있다.
따라서 본 발명에서는 금형 단조 공정을 도5에 도시한 바와 같이 1차 단조 금형(50)과 2차 단조 금형(60)을 적용하여 2단계로 수행함으로써 버려지는 재료의 양을 최소화하고, 그에 따라 가공 시간과 비용을 절약할 수 있도록 한다.
본 발명의 1차 단조 금형(50)은 중심부가 관통된 중공 원기둥 형상을 이루는데 구체적으로는 중심부 관통홀의 내경면(51)이 상면과 만나는 상단 모서리 부위인 내경면(51) 상단부에 라운드 모서리(52)가 형성된다. 상기 1차 단조 금형(50)의 상면은 하향 경사면(53)으로 형성되는데 내경면(51) 측에서 외경면(54) 측으로 하향하도록 경사지게 형성되는 것이 특징이다.
이러한 하향 경사면(53)으로 인하여 1차 단조 금형(50)에 소재인 2차 업셋팅 성형체(24) 또는 2차 업셋팅 단조 성형체(25)를 장착하고 가압하게 되면 1차 금형 단조 성형체(26)의 플랜지부(26a)의 하단부 테두리에 전술한 모서리 라운드부(R)의 형성이 최소화되고, 대신에 도시한 바와 같이 플랜지 하단((26a-1)보다 더 하향 돌출하는 형상의 플랜지 하단 테두리 돌부(26a-2)가 상기 모서리 라운드부(R)보다 작은 사이즈로 형성된다.
이러한 플랜지 하단 테두리 돌부(26a-2)는 도5의 (b)에서와 같이 상부 평탄면(63)을 가지는 2차 단조 금형(60)을 이용하여 가압하게 되면 평탄하게 가공되므로 필요 없는 모서리 라운드부(R)의 절삭 가공으로 인한 소재의 낭비를 줄일 수 있게 된다.
상기 2차 단조 금형(60) 역시 내경면(61)과 라운드 모서리(62)를 가짐은 1차 단조 금형(50)과 같으나 상면이 경사지지 않고 편평하게 형성된 평탄면(63)으로 이루어지는 것이 특징이다.
이어서 1차 금형 단조 성형체(26)의 플랜지부(26a)의 외경면을 유압 프레스의 상부 다이(209)와 하부 다이(210)를 사용하여 가압하는 방식으로 자유 단조하여 형상을 완성해 나간다. 이때 매니퓰레이터로 상기 1차 금형 단조 성형체(26)의 몸통부(26b)를 파지한 후 회전시켜가며 플랜지부(26a)의 외경면을 가압하여 외경면이 원주면에 가깝도록 단조 성형한다(도3의 (m)).
플랜지부(26a)의 원주면이 단조 성형된 1차 금형 단조 성형체(26)를 전술한 2차 단조 금형(60)의 내부에 위치시켜 유압 프레스의 상부 다이로 가압함으로써 플랜지 하단 테두리 돌부(26a-2)를 평탄화함으로써 2차 금형 단조 성형체(27)를 형성한다(도3의 (n)).
다음으로 도3의 (o)와 같이 2차 금형 단조 성형체(27)의 플랜지부(27a)를 하부 다이(210) 상에 위치하게 하고, 몸통부(27b)가 위로 오도록 한 상태에서 몸통부(27b)의 센터축 상에 펀치(220)를 위치시켜 펀칭 가공할 위치를 설정한다.
이후 도4의 (p)과 같이 하부 다이(210)를 펀칭용 개구부(231)가 형성된 펀칭 다이(230)로 교체한 후 펀치(220)로 위치 설정된 부분을 프레싱하여 몸통부(28b)와 플랜지부(28a)의 중심부 센터축을 관통하는 펀치홀(28c)이 형성된 펀칭 성형체(28)를 성형한다.
이렇게 형성된 펀칭 성형체(28)의 플랜지부(28a)의 펀치홀(28c)의 내경에 플랜지부 내경 치구(240)를 삽입하여 장착한다(도4의 (q)). 상기 플랜지부 내경 치구(240)는 원기둥 형상 또는 원뿔대 형상의 것으로 하는 것이 바람직한데 이후의 공정에서 플랜지부(28a)의 단조 가공시 펀치홀(28c)의 형태를 유지하기 위한 것이다.
마지막으로 플랜지부 내경 치구(240)가 삽입 장착된 펀칭 성형체(28)를 돌려가면서 플랜지부(28a)의 외주면을 상부 다이(211)와 하부 다이(212)를 사용하여 자유단조하게 된다(도4의 (r)). 이 과정에서 플랜지부(28a)의 외주면 형상이 원주면에 최대한 가깝도록 성형되며, 이후 최종적으로 정교한 마무리 자유 단조를 실시하면 실린더 커버(10)의 단조품 성형 공정이 완료한다(도4의 (s)).
이렇게 하여 완성된 실린더 커버(10)의 단조품인 피니시 단조 성형체(30)는 이후 열처리를 하여 금속의 물리적 특성을 개선한 후 황삭 및 정삭 등의 기계 가공 공정을 거쳐 도1과 같은 최종 완성 제품으로 제작된다.
본 발명은 선박용 엔진 실린더 커버의 제조방법에 관한 것으로서 종래에 비하여 버려지는 소재의 양이 최소화되도록 함으로써 투입되는 재료의 양을 절감할 수 있어 경제적이며, 단조품의 내부 금속 조직이 치밀하여 기계적 강도와 같은 물리적 특성이 우수하고, 가공시간이나 가공비용 면에서 유리하도록 설계된 실린더 커버의 제조방법에 관한 것이다.
따라서 대형 엔진의 실린더 커버를 단조 생산하는 분야에 적용되는 경우 제품의 신뢰도나 경제성 향상에 기여하게 될 것으로 본다.
10: 실린더 커버 11: 플랜지부
12: 몸통부 13: 펀치홀
20: 잉곳 21: 1차 업셋팅 성형체
22: 코깅 성형체 23: 커팅 성형체
24: 2차 업셋팅 성형체 25: 2차 업셋팅 단조 성형체
26: 1차 금형 단조 성형체 26a: 플랜지부
26b: 몸통부 26a-1: 플랜지 하단
26a-2: 플랜지 하단 테두리 돌부 27: 2차 금형 단조 성형체
28: 펀칭 성형체 28c: 펀치홀
30: 피니시 단조 성형체 50: 1차 단조 금형
51: 내경면 52: 라운드 모서리
53: 하향 경사면 54: 외경면
60: 2차 단조 금형 61: 내경면
62: 라운드 모서리 63: 평탄면
201,203,205,207,209,211: 상부 다이
202,204,206,208,210,212: 하부 다이
220: 펀치 230: 펀칭 다이
12: 몸통부 13: 펀치홀
20: 잉곳 21: 1차 업셋팅 성형체
22: 코깅 성형체 23: 커팅 성형체
24: 2차 업셋팅 성형체 25: 2차 업셋팅 단조 성형체
26: 1차 금형 단조 성형체 26a: 플랜지부
26b: 몸통부 26a-1: 플랜지 하단
26a-2: 플랜지 하단 테두리 돌부 27: 2차 금형 단조 성형체
28: 펀칭 성형체 28c: 펀치홀
30: 피니시 단조 성형체 50: 1차 단조 금형
51: 내경면 52: 라운드 모서리
53: 하향 경사면 54: 외경면
60: 2차 단조 금형 61: 내경면
62: 라운드 모서리 63: 평탄면
201,203,205,207,209,211: 상부 다이
202,204,206,208,210,212: 하부 다이
220: 펀치 230: 펀칭 다이
Claims (3)
- 원기둥 형상의 몸통부와 상기 몸통부 상단에 몸통부의 직경보다 크게 일체로 형성되는 플랜지부로 이루어지고, 상기 플랜지부와 몸통부의 중심부를 관통하는 펀치홀을 가지는 선박용 엔진 실린더 커버를 제조하기 위한 것으로서,
가) 가열된 잉곳에 대하여 1차 업셋팅 및 코깅을 포함하는 자유 단조 공정을 수행하여 입체 형상의 성형체를 형성하는 단계;
나) 상기 성형체를 재가열하는 단계;
다) 재가열된 상기 성형체를 2차 업셋팅하는 단계;
라) 상기 다) 단계에서 2차 업셋팅된 성형체를, 중심부에 관통홀이 형성되고 관통홀의 내경면과 상면이 만나는 모서리에 라운드가 형성되며, 상면에는 내경면 측에서 외경면 측으로 갈수록 하향 경사지도록 된 하향 경사면이 형성되는 1차 단조 금형 내에 위치시키고 유압 프레스로 가압하여 형 단조함으로써 원기둥 형상의 몸통부와 이보다 직경이 큰 플랜지부가 일체로 된 1차 금형 단조 성형체를 형성하는 단계;
마) 상기 1차 금형 단조 성형체를, 중심부에 관통홀이 형성되고 관통홀의 내경면과 상면이 만나는 모서리에 라운드가 형성되며, 상면은 평탄면을 이루는 2차 단조 금형 내에 위치시키고 유압 프레스로 가압하여 형 단조함으로써 몸통부와 플랜지부로 구성되는 2차 금형 단조 성형체를 형성하는 단계;
바) 상기 2차 금형 단조 성형체의 플랜지부와 몸통부의 중심부를 상하로 관통하는 펀치홀을 형성하여 펀칭 성형체를 형성하는 단계;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 실린더 커버의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 라) 단계와 마) 단계의 사이에, 상기 1차 금형 단조 성형체를 돌려가며 상·하부 다이로 플랜지부의 외주면을 가압하여 원주면 형상으로 자유 단조하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 실린더 커버의 제조방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 바) 단계 이후에 상기 펀칭 성형체의 플랜지부의 펀치홀 내경에 플랜지부 내경 치구를 삽입한 후 펀칭 성형체를 돌려가며 상·하부 다이로 플랜지부의 외주면을 가압하여 원주면 형상으로 자유 단조하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 실린더 커버의 제조방법.
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