KR20160084828A

KR20160084828A - 로터 성형용 금형 및 그 금형을 이용한 로터 성형방법

Info

Publication number: KR20160084828A
Application number: KR1020160083745A
Authority: KR
Inventors: 장지복; 배언석; 이용승
Original assignee: 희성정밀 주식회사
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2016-07-14

Abstract

본 발명은 축방향으로 관통된 축홈과 복수의 베인홈을 가지는 로터 성형용 금형 및 그 금형을 이용한 로터 성형방법을 개시한다. 본 발명에 의한 로터 성형용 금형 및 성형방법은, 하부 금형에는 로터 소재에 축홈과 베인홈을 천공하기 위한 펀치부와 블레이드부가 구비되며, 상부 금형에는 하부 금형의 펀치부와 블레이드부에 의해 각각 로터 소재로부터 유동되어 오는 로터 소재편이 수납되는 펀치홀과 블레이드홀이 구비되고, 펀치홀에는 성형시 작용되는 하중의 변화를 제어하기 위한 스페이스부가 마련되어 있어서 그 스페이스부가 성형과정에서 발생하는 유동 변화를 억제시켜 베인홈의 위치편차를 정밀하게 제어함으로써 성형 정밀도 향상을 도모할 수 있다.

Description

로터 성형용 금형 및 그 금형을 이용한 로터 성형방법{DIE FOR FORGING ROTOR MATERIAL AND METHOD FOR FORGING ROTOR MATERIAL}

본 발명은 축홈과 베인(vane)홈을 가지는 로터 성형용 금형 및 그 금형을 이용한 로터 성형방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 성형과정에서 발생하는 하중응력 변화에 의한 베인홈의 위치편차를 제어하여 성형 정밀도 향상을 도모할 수 있는 로터 성형용 금형 및 그 금형을 이용한 로터 성형방법에 관한 것이다.

예컨대, 회전식 압축기나 베인 방식 펌프 등에는 통상 도 1에 예시한 바와 같은 회전체 부품이 로터(10)로 사용되고 있다. 이와 같은 로터(10)는 도시된 바와 같이 축 방향으로 관통되도록 형성된 중심 축홈(11)의 주위에 등간격으로 배치되도록 형성된 복수의 베인홈(12)을 가진다. 이러한 로터(10)는 일반적으로 단조공정에 의해 원기둥형으로 성형된 로터 소재를 도 2 및 도 3에 예시한 바와 같은 금형장치(20)의 펀칭공정으로 제조하게 된다.

상기 금형장치(20)는 로터 소재(1)가 놓이는 하부 금형(21)과, 로터 소재(1)와 하부 금형(21)에 성형 하중을 가하도록 가동되는 상부 금형(22)의 조합으로 이루어진다.

상기 하부 금형(21)에는 로터 소재(1)가 압입되는 본체 중공홀(21c)의 중심부로 돌출되는 펀치부(21a)와 복수의 블레이드부(21b)가 구비되며, 상기 상부 금형(22)에는 하부 금형(21)의 펀치부(21a)와 블레이드부(21b)에 각각 대응하도록 형성된 펀치홀(22a)과 블레이드홀(22b)이 구비된다.

상기 하부 금형(21)의 펀치부(21a)와 블레이드부(21b) 및 상기 상부 금형(22)의 펀치홀(22a)과 블레이드홀(22b)은 각각 상호작용에 의해 로터(10)의 축홈(11)과 베인홈(12)을 성형하기 위한 것으로서, 로터(10)의 축홈(11)과 베인홈(12)의 단면 형상과 동일한 단면 형상을 가진다.

상기 상부 금형(22)을 가동시켜 로터 소재(1)와 하부 금형(21)에 성형 하중을 가하게 되면, 하부 금형(21)의 펀치부(21a)와 블레이드부(21b)에 의해 로터 소재(1)의 대응부가 제거되면서 축홈(11)과 베인홈(12)을 형성하게 된다. 이때 하부 금형(21)의 펀치부(21a)와 블레이드부(21b)에 의해 유동되어 오는 소재부분은 상부 금형(22)의 펀치홀(22a)과 블레이드홀(22b)에 수납된다. 이에 따라 원기둥형 로터 소재(1)에 중심 축홈(11)과 베인홈(12)이 성형된다.

도 4는 상기 상부 금형(22)과 하부 금형(22)에 의한 성형이 완료된 중간단계의 성형 로터(30)를 나타내 보인 것이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기한 성형 로터(30)는 상부가 막힌 상태로 축홈(31)과 베인홈(32)이 형성된다. 상기 성형 로터(30)의 상부에는 상기 축홈(31)과 베인홈(32)이 성형되면서 하부 금형(21)의 펀치부(21a)와 블레이드부(21b)에 의해 상부 금형(22)의 펀치홀(22a)과 블레이드홀(22b)로 유동된 소재가 돌출되어 축홈 유동부(33)와 베인홈 유동부(34)를 형성한다. 이후, 상기 축홈(31)과 베인홈(32)의 상부가 개방되도록 도시된 가공선 C를 따라 절단 가공된다. 도 4에서 미설명 도면부호 L3는 상기 축홈 유동부(33)의 돌출 높이를 나타낸 것이다. 상기 축홈 유동부(33)의 돌출 높이(L3)는 성형되는 로터의 규격에 따라 다르게 나타날 수 있다.

상기 펀치홀(22a)과 블레이드홀(22b)은 상단이 개구된 형태이거나 충분히 깊게 형성되어 축홈 유동부(33)와 베인홈 유동부(34)의 상단은 구속되지 않고 성형되는 중에 상향 유동된다. 이하에서 축홈 유동부(33)와 베인홈 유동부(34)의 상단은 구속되지 않고 성형되는 것을 '자유 성형'이라고 한다.

그런데, 상술한 바와 같은 종래 로터(10)의 성형과정에서는 로터 소재(1)가 성형되면서 축홈(11)과 베인홈(12)의 성형이 진행됨에 따라 주위의 하중응력에 변화가 일어나게 된다. 이에 따라 도 3에 파선으로 표시하여 예시해 보인 바와 같이 베인홈(12)을 성형하는 블레이드부(21b)가 상대적으로 얇은 두께 때문에 축홈(11)이 천공되는 중심부측으로 뒤틀리는 왜곡현상이 발생하게 된다. 이러한 블레이드부(21b)의 뒤틀림 왜곡현상은 결국 베인홈(12)의 위치 편차를 발생시켜 성형불량을 유발하는 하는 문제점이 있었다.

한편, 상술한 바와 같은 로터 제품의 성형 정밀도를 높이기 위한 또 다른 관련기술로서, 대한민국 등록특허공보 제10-0491297호에는 로터의 치수정밀도를 높이기 위해 외주 원통부 형상을 결정하기 위한 원통부 및 그 원통부를 연결하는 플랜지부를 갖는 스페이서를 이용하는 금형에 의한 성형방법이 상세히 개시되어 있다.

그리고 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0027709호에는 로터의 치수정밀도와 생산효율을 높이기 위해 센터핀과 블레이드부에 각각 하중을 부여하는 배압핀과 배압판을 이용하는 금형에 의한 성형방법이 상세히 개시되어 있다.

그러나 상기한 각 특허 공보에 개시되어 있는 종래의 로터 성형기술은 플랜지부를 갖는 스페이서와 배압핀 및 배압판이 별도의 금형부품으로 제작되어 조합되어야 하므로, 복잡한 금형조합 및 해체에 따른 생산 준비시간의 증가로 인한 생산효율 저하와 비용이 상승하는 단점을 지니고 있다.

특허문헌 1 : 대한민국 등록특허공보 제10-0491297호(2005. 05. 16) 특허문헌 2 : 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0027709호(2011. 03. 16)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 로터 성형용 금형 및 로터 성형방법이 지니는 문제점을 감안하여 이를 개선하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 성형과정에서 발생하는 하중응력의 변화를 제어하여 베인홈의 위치편차를 정밀하게 제어함으로써 성형 정밀도 향상을 도모할 수 있는 로터 성형용 금형 및 성형방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 간편하고 용이한 금형조합에 의해 성형 효율과 성형 정밀도 향상을 도모할 수 있는 로터 성형용 금형 및 성형방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 로터 성형용 금형은, 축방향으로 관통된 축홈과 복수의 베인홈을 가지는 로터를 성형하기 위한 고정용 하부 금형과 가동용 상부 금형으로 이루어지는 로터 성형용 금형에 있어서, 상기 하부 금형에는 로터 소재에 상기 축홈과 베인홈을 성형하기 위한 펀치부와 블레이드부가 구비되며, 상기 상부 금형에는 상기 하부 금형의 펀치부와 블레이드부에 의해 유동되어 온 소재가 수용되는 펀치홀과 블레이드홀이 구비되고, 상기 펀치홀에는 성형시 펀치홀로 유동되어 온 소재에 접촉되어 가압하는 스페이스부가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 로터 성형방법은, 원기둥형 로터 소재에 중심 축홈과 복수의 베인홈을 가지는 로터를 성형하기 위한 로터 성형방법에 있어서, 축홈과 베인홈을 성형하기 위한 펀치부와 블레이드부가 구비된 하부 금형에 원기둥형 로터 소재를 위치시키는 소재 위치 단계와; 상기 하부 금형의 펀치부와 블레이드부에 의해 각각 로터 소재로부터 유동되어 오는 로터 소재로부터 유동되어 오는 로터 소재편이 수납되는 펀치홀과 블레이드홀이 구비된 상부 금형을 통하여 로터 소재를 가압하는 소재 가압 단계와; 상기 하부 금형의 펀치부와 블레이드부에 의해 각각 로터 소재의 대응되는 부분이 성형되는 과정에서 상부 금형의 펀치홀에 마련된 스페이스부가 펀치홀로 유동되어 오는 소재를 가압하는 유동 소재 가압 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상부 금형은 하부 금형의 펀치부에 의해 로터 소재로부터 유동되어 오는 로터 소재편이 상기 스페이스부에 접촉된 상태에서도 성형하중을 가하도록 가동되는 것을 특징으로 한다.

상기 스페이스부는 상부 금형(220)의 펀치홀(221)의 깊이가 0.13L2∼0.24L2범위가 되도록 구비되는 것을 특징으로 한다. 여기서, L2는 하부 금형(210)의 펀치부(211)의 길이를 나타낸다.

상기 스페이스부는 상부 금형(220)의 펀치홀(221)의 깊이(L1)는 0.53L3∼0.98L3 범위가 되도록 구비되는 것을 특징으로 한다. 여기서, L3는 스페이스부를 구비하지 않은 기존의 금형으로 성형한 로터(30)의 상부에 돌출되는 축홈 유동부(33)의 높이를 나타낸다.

상기 스페이스부(220S)는 상기 상부 금형(220)과 일체화된 금형 본체를 이루도록 구비되거나, 별도 부품으로 제작되어 상기 상부 금형의 펀치홀에 착탈 가능한 상태로 구비되는 것 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 하부 금형의 펀치부와 블레이드부 및 상기 상부 금형의 펀치홀과 블레이드홀은 각각 상기 로터의 축홈과 베인홈의 단면형상과 동일한 단면형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 소재 위치 단계 전에 자유 성형을 하여 L3를 측정하는 자유 성형 측정 단계를 더 포함하며, 상기 스페이스부(220S)는 상부 금형(220)의 펀치홀(221)의 깊이(L1)는 0.53L3 ∼ 0.98L3 범위가 되도록 구비되는 것을 특징으로 한다. 여기서, L3는 상기 스페이스부(220S)를 구비하지 않은 기존의 금형으로 성형한 로터(30)의 상부에 돌출되는 축홈 유동부(33)의 높이를 나타내다.

상기 자유 성형 측정 단계 이후에 상기 소재 위치 단계 내지 상기 유동 소재 가압 단계는 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 로터 성형용 금형 및 그 금형을 이용한 로터 성형방법에 따르면, 성형과정에서 발생하는 하중응력 변화를 효과적으로 제어하여 베인홈 위치의 편차 발생을 방지할 수 있으므로 성형 정밀도의 향상에 의한 로터 제품의 품질향상과 불량감소에 의한 원가절감 및 생산성 향상의 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 적용되는 로터의 일예를 예시해 보인 개략적 사시도이고,
도 2는 종래의 로터 성형용 금형과 성형방법을 설명하기 위해 나타내 보인 개략적 단면도이며,
도 3은 종래의 로터 성형용 금형의 하형을 설명하기 위해 나타내 보인 개략적 사시도이고
도 4는 종래의 로터 성형방법에 의해 성형된 중간단계의 성형 로터를 나타내 보인 개략적 단면도이며,
도 5는 본 발명에 의한 로터 성형용 금형을 투시적으로 나타내 보인 개략적 사시도이고,
도 6은 본 발명에 의한 로터 성형용 금형을 나타내 보인 개략적 단면도이며,
도 7은 본 발명에 의한 로터 성형용 금형의 스페이스부 응력제어 작용을 설명하기 위해 나타내 보인 개략적 모식도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 로터 성형용 금형 및 그 금형을 이용한 로터 성형방법을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 적용되는 로터의 일예를 예시해 보인 개략적 사시도이고,도 2는 종래의 로터 성형용 금형과 성형방법을 설명하기 위해 나타내 보인 개략적 단면도이며, 도 3은 종래의 로터 성형용 금형의 하형을 설명하기 위해 나타내 보인 개략적 사시도이고, 도 4는 종래의 로터 성형방법에 의해 성형된 중간단계의 성형 로터를 나타내 보인 개략적 단면도이며, 도 5는 본 발명에 의한 로터 성형용 금형을 투시적으로 나타내 보인 개략적 사시도이고, 도 6은 본 발명에 의한 로터 성형용 금형을 나타내 보인 개략적 단면도이며, 도 7은 본 발명에 의한 로터 성형용 금형의 스페이스부 응력제어 작용을 설명하기 위해 나타내 보인 개략적 모식도이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면 본 발명에 따른 로터 성형용 금형(200)은 축방향으로 관통되도록 형성된 축홈(11)과 복수의 베인(vane)홈(12)을 구비한 로터(10)를 성형하기 위한 것으로서, 원기둥형 로터 소재(1)가 놓이는 하부 금형(210)과, 로터 소재(1)를 하부 금형(210)으로 가압하는 상부 금형(220)의 조합으로 이루어진다.

상기 하부 금형(210)은 원기둥형의 로터 소재(1)가 압입되는 캐비티(cavity)를 형성하는 중공홀(210c)과, 그 중공홀(210c)의 내측에 센터핀을 이루도록 구비된 펀치부(211)와, 그 펀치부(211)를 향하도록 상기 중공홀(210c)에 돌출되게 구비되는 블레이드부(212)를 가진다.

상기 펀치부(211)와 블레이드부(212)는 각각 상기 로터(10)의 축홈(11)과 베인홈(12)의 단면형상과 동일한 단면형상을 가지도록 형성된다.

상기 상부 금형(220)에는 상기 하부 금형(210)의 펀치부(211)와 블레이드부(212)에 의해 각각 로터 소재(1)로부터 유동되어 오는 로터 소재편이 수납되는 펀치홀(221)과 블레이드홀(222)이 구비되며, 상기 펀치홀(211)에는 성형시 블레이드홀(222)로 유동되어 오는 소재를 가압하기 위한 스페이스부(220S)가 마련되어 있다.

즉, 상기 상부 금형(220)의 블레이드홀(222)은 하단부에서 상부로 충분한 깊이를 가지도록(예를 들면 상단부까지 관통) 형성되어 있으며, 펀치홀(221)의 상방부는 상기 스페이스부(220S)에 의해 차단되어 폐쇄된 상태로 형성된다.

상기 상부 금형(220)의 펀치홀(221)과 블레이드홀(222)도 각각 상기 로터(10)의 축홈(11)과 베인홈(12)의 단면형상과 같은 단면형상을 가지도록 형성된다.

상기 스페이스부(220S)는 상기 하부 금형(210)의 펀치부(211)에 의해 로터 소재(1)에 성형되어 펀치홀(221)로 유동되어 오는 소재를 상방에서 구속하여 가압하는 작용을 한다. 이러한 기능은 도 6에 모식적으로 예시해 보인 바와 같이 로터 소재(1)에 성형 형성이 진행됨에 따라 응력에 변화가 발생하여 상대적으로 두께가 얇은 블레이드부(212)와 블레이드홀(222)에 집중되는 응력(B)에 대항하는 응력(L)(A)을 발생시키게 된다.

즉, 도 6을 참조하면 상기 스페이스부(220S)는 로터 소재(1)의 성형이 진행됨에 따라 상부 금형(220)의 펀치홀(221)에 유동되어 온 로터 소재가 상방에서 가압하는 하중을 작용시키고, 그 하중이 외측방향으로 분산되는 응력(A)으로 작용하면서 블레이드부(212)와 블레이드홀(222)에 대해 내측 방향으로 작용하는 응력(B)에 대항하게 된다.

따라서, 상기 스페이스부(220S)는 로터 소재(1)의 성형이 진행되는 과정에서 응력이 균형상태를 유지하도록 작용하게 된다.

상술한 바와 같은 스페이스부(220S)의 작용을 위하여 본 발명에 따른 로터 성형용 금형(200)은 하부 금형(210)의 펀치부(211)에 의해 로터 소재(1)로부터 유동되어 오는 로터 소재가 상기 스페이스부(220S)와 접촉된 상태에서 일정한 시간이 경과하는 동안에도 상부 금형(220)이 로터 소재(1)에 성형 하중을 가하도록 가동된다.

본 발명에 따르면, 상기 스페이스부(220S)는 성형시의 유효한 하중 변화 제어를 위하여, 상부 금형(220)의 펀치홀(221)의 깊이(L1)가 0.13L2∼0.24L2 범위가 되도록 구비된다. 여기서 L2는 하부 금형(210)의 펀치부(211)의 길이를 나타낸다.

상기 펀치홀(221)의 깊이(L1)을 0.13L2 이하로 하는 경우, 성형시 블레이드부(212)의 상부가 외측 방향으로 벌어지게 되는 하중이 발생한다.

상기 펀치홀(221)의 깊이(L1)가 0.24L2 이상이면, 블레이드부(212)의 상부가 내측으로 왜곡되는 하중을 상쇄시키는 하중이 발생하지 않게 된다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 스페이스부(220S)는 성형시의 유효한 하중 변화 제어를 위하여, 상부 금형(220)의 펀치홀(221)의 깊이(L1)가 0.53L3 ∼ 0.98L3 범위가 되도록 구비될 수 있다. 여기서, L3는 본 발명에 따른 스페이스부(220S)를 구비하지 않은 기존의 금형으로 성형한 로터(30)의 상부에 돌출되는 축홈 유동부(도 4의 도면부호 33 참조)의 높이를 나타낸다.

실제로, 상기 L3가 15.5mm로 측정된 경우 L1을 8.20mm 보다 작게 하여 성형할 경우 블레이드부(212)의 상부가 외측 방향으로 벌어지는 현상이 발생하였다. 그리고, L1을 15.20mm 보다 크게 하여 성형할 경우 블레이드부(212)의 상부가 내측 방향으로 오므라드는 현상이 발생하였다.

상기 스페이스부(220S)는 상부 금형(220)과 일체화되어 본체를 이루고 있는 상태로 마련된다. 다른 한편으로는, 상기 스페이스부(220S)가 별도 규격 부품으로 제작되어 상부 금형(220)의 펀치홀(221)에 착탈 가능한 상태로 조합되도록 마련될 수 있다. 이러한 착탈식 부품형태의 스페이스부(220S)는 로터 성형조건 등에 따라 적절한 규격의 것으로 교체하여 사용할 수 있으므로, 로터 성형과정에서 펀치홀(221)의 깊이(L1)를 미세하게 조정할 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 로터 성형용 금형(200)을 이용한 성형방법은, 자유 성형을 하여 L3를 측정하는 자유 성형 측정 단계와, 소재 위치 단계와, 소재 가압 단계와, 유동 소재 가압 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 자유 성형 측정 단계는 최초의 1회만 실시된다. 상기 자유 성형 측정 단계에 측정된 L3를 기준으로 상기 스페이스부(220S)는 상부 금형(220)의 펀치홀(221)의 깊이(L1)가 0.53L3 ∼ 0.98L3 범위가 되도록 구비된다.

상기 자유 성형 측정 단계에 이후, 후술하는 상기 소재 위치 단계 내지 상기 유동 소재 가압 단계는 반복적으로 수행된다.

상기 소재 위치 단계에서 하부 금형(210)에 로터 소재(1)를 위치시킨다.

*상기 소재 가압 단계에서 상기 상부 금형(220)이 가동되어 로터 소재(1)와 하부 금형(210)에 성형 하중이 가해지면서 로터 성형이 시작된다. 이에 따라 로터 소재(1)가 가압되면서 하부 금형(210)의 펀치부(211)와 블레이드부(212)에 의해 그 대응부위가 점진적으로 천공되어 제거되고, 그 제거부위가 로터(10)의 축홈(11)과 베인홈(12)으로 형성된다. 그와 동시에 축홈(11)과 베인홈(12)의 형성에 의하여 소재의 일부는 상부 금형(220)의 펀치홀(221)과 블레이드홀(222)로 유동하는데, 상부 금형(220)의 펀치홀(221)에 수용되는 로터 소재편은 상기 스페이스부(220S)에 의해 상방에서 구속되어 유동이 제한되면서 가압되어 성형에 의하여 소재에 발생하는 응력이 측방으로 분산된다.

상기 유동 소재 가압 단계에서 하부 금형(210)의 펀치부(211)에 의하여 성형되어 펀치홀(221)로 유동되어온 소재가 상기 스페이스부(220S)와 접촉된 후에도 상부 금형(220)이 로터 소재(1)에 성형 하중을 가하도록 가동된다.

따라서, 상기 스페이스부(220S)는 로터 소재(1)에 축홈(11)의 성형이 진행됨에 따라 주위의 유동 변화에 의하여 응력에 변화가 일어나 상대적으로 두께가 얇은 블레이드부(212)와 블레이드홀(222)에 집중되는 응력에 대항하는 응력을 발생시켜 하중 응력의 균형상태를 효과적으로 유지하도록 제어할 수 있게 됨으로써, 상기 블레이드부(212)와 블레이드홀(222)이 내측방향으로 뒤틀리는 왜곡현상을 효과적으로 방지하여 성형과정에서 로터(10)의 베인홈(12)의 위치를 유지할 수 있게 된다. 이후, 상기 축홈(31)과 베인홈(32)의 상부가 개방되도록 절단 가공되어 로터의 성형이 완료된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 의해 한정되지 않으며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가닌자라면 누구든지 다양한 변형 실시예가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

1 : 로터 소재 10 : 로터
11 : 축홈 12 : 베인홈
210 : 하부 금형 211 : 펀치부
212 : 블레이드부 220 : 상부 금형
221 : 펀치홀 222 : 블레이드홀
220S : 스페이스부

Claims

축방향으로 관통된 축홈(11)과 복수의 베인홈(12)을 가지는 로터(10)를 성형하기 위한 고정용 하부 금형(210)과 가동용 상부 금형(220)으로 이루어지는 로터 성형용 금형(200)에 있어서,
상기 하부 금형(210)에는 로터 소재(1)에 상기 축홈(11)과 베인홈(12)을 성형하기 위한 펀치부(211)와 블레이드부(212)가 구비되며,
상기 상부 금형(220)에는 상기 하부 금형(210)의 펀치부(211)와 블레이드부(212)에 의해 유동되어 온 소재가 수용되는 펀치홀(221)과 블레이드홀(222)이 구비되고, 상기 펀치홀(211)에는 천공 진행시 펀치홀(221)로 유동되어 온 소재에 접촉되어 가압하는 스페이스부(220S)가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 로터 성형용 금형.
제 1 항에 있어서, 상기 상부 금형(220)은 상기 하부 금형(210)의 펀치부(211)에 의해 펀치홀(221)로 유동되어 온 소재가 상기 스페이스부(220S)에 접촉된 후에도 성형 하중을 가하도록 가동되는 것을 특징으로 하는 로터 성형용 금형.
제 1 항에 있어서, 상기 스페이스부(220S)는 상부 금형(220)의 펀치홀(221)의 깊이(L1)가 0.13L2∼0.24L2 범위가 되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 로터 성형용 금형.
여기서, L1은 상부 금형(220)의 펀치홀(221)의 길이를 나타내며, L2는 하부 금형(210)의 펀치부(211)의 길이를 나타낸다.
제 1 항에 있어서, 상기 스페이스부(220S)는 상부 금형(220)의 펀치홀(221)의 깊이(L1)가 0.53L3 ∼ 0.98L3 범위가 되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 로터 성형용 금형.
여기서, L3는 스페이스부를 구비하지 않은 기존의 금형으로 성형한 로터(30)의 상부에 돌출되는 축홈 유동부(33)의 높이임.
제 1 항에 있어서, 상기 스페이스부(220S)는 상기 상부 금형(220)과 일체화된 금형 본체를 이루도록 구비되는 것을 특징으로 하는 로터 성형용 금형.
제 1 항에 있어서, 상기 스페이스부(220S)는 별도 부품으로 제작되어 상기 상부 금형(220)의 펀치홀(221)에 착탈 가능한 상태로 구비되는 것을 특징으로 하는 로터 성형용 금형.
원기둥형 로터 소재(1)에 중심 축홈(11)과 복수의 베인홈(12)을 가지는 로터(10)를 성형하기 위한 로터 성형방법에 있어서,
상기 축홈(11)과 베인홈(12)을 성형하기 위한 펀치부(211)와 블레이드부(212)가 구비된 하부 금형(210)에 원기둥형 로터 소재(1)를 위치시키는 소재 위치 단계와;
상기 하부 금형(210)의 펀치부(211)와 블레이드부(212)에 의해 각각 로터 소재(1)로부터 유동되어 오는 로터 소재편이 수납되는 펀치홀(221)과 블레이드홀(222)이 구비된 상부 금형(220)을 통하여 로터 소재(1)를 가압하는 소재 가압 단계와;
상기 하부 금형(210)의 펀치부(211)와 블레이드부(212)에 의해 각각 로터 소재(1)의 대응되는 부분이 성형되는 과정에서 상부 금형(220)의 펀치홀(211)에 마련된 스페이스부(220S)가 펀치홀(211)로 유동되어 오는 소재를 가압하는 유동 소재 가압 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터 성형방법.
제 7 항에 있어서, 상기 상부 금형(220)은 상기 하부 금형(210)의 펀치부(211)에 의해 로터 소재(1)로부터 성형되어 제거되는 로터 소재편이 상기 스페이스부(220S)에 접촉된 상태에서도 성형하중을 가하도록 가동되는 것을 특징으로 하는 로터 성형방법.
제 7 항에 있어서, 상기 스페이스부(220S)는 상부 금형(220)의 펀치홀(221)의 깊이(L1)가 0.13L2∼0.24L2 범위가 되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 로터 성형방법.
여기서, L2는 하부 금형(210)의 펀치부(211)의 길이(L2)를 나타냄.
제 7 항에 있어서,
상기 소재 위치 단계 전에 자유 성형을 하여 L3를 측정하는 자유 성형 측정 단계를 더 포함하며, 상기 스페이스부(220S)는 상부 금형(220)의 펀치홀(221)의 깊이(L1)는 0.53L3 ∼ 0.98L3 범위가 되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 로터 성형방법.
여기서, L3는 상기 스페이스부(220S)를 구비하지 않은 기존의 금형으로 성형한 로터(30)의 상부에 돌출되는 축홈 유동부(33)의 높이를 나타냄.
제 10 항에 있어서,
상기 자유 성형 측정 단계 이후 상기 소재 위치 단계 내지 상기 유동 소재 가압 단계는 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 로터 성형방법.